RU2738494C1 - Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом и устройство генерации мощности - Google Patents

Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом и устройство генерации мощности Download PDF

Info

Publication number
RU2738494C1
RU2738494C1 RU2020114847A RU2020114847A RU2738494C1 RU 2738494 C1 RU2738494 C1 RU 2738494C1 RU 2020114847 A RU2020114847 A RU 2020114847A RU 2020114847 A RU2020114847 A RU 2020114847A RU 2738494 C1 RU2738494 C1 RU 2738494C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
electric
transport
controller
environment
Prior art date
Application number
RU2020114847A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Геннадьевич Баякин
Original Assignee
Сергей Геннадьевич Баякин
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 Сергей Геннадьевич Баякин filed Critical Сергей Геннадьевич Баякин
Priority to RU2020114847A priority Critical patent/RU2738494C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2738494C1 publication Critical patent/RU2738494C1/ru
Priority to CN202180018030.3A priority patent/CN115210102A/zh
Priority to PCT/RU2021/000040 priority patent/WO2021211014A1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K16/00Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L8/00Electric propulsion with power supply from forces of nature, e.g. sun or wind
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/003Devices for producing mechanical power from solar energy having a Rankine cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • F03G6/065Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means having a Rankine cycle
    • F03G6/067Binary cycle plants where the fluid from the solar collector heats the working fluid via a heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • 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
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
    • 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
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом заключается в том, что используют тепловую мощность окружающей среды различных видов: воздуха, воды, грунта, солнечного излучения и комбинации видов, которую собирают в конструктивных элементах транспорта, контактирующих с окружающей средой, посредством рабочего тела, находящегося в специальных полостях данных конструктивных элементов. При этом аккумулятор электрического транспорта подключают к электромотор-генератору устройства генерации мощности, через контроллер, второй вход/выход контроллера соединяют с электрическим приводом транспорта. При этом тепловую мощность потерь электрического привода рекуперируют в электрическую мощность. Также заявлено устройство генерации мощности для транспорта с электрическим приводом, представляющее собой термоэлектротрансформатор, состоящий из испарителя, конденсатора, контроллера и соединенных между собой турбины, компрессора и электромотор-генератора. Технический результат заключается в повышении эффективности использования тепловой мощности окружающей среды для работы транспорта с электрическим приводом. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к области транспорта, в частности к транспорту с электрическим приводом.
Известны и широко применяются способы обеспечения работы транспорта с электрическим приводом, в частности, способы зарядки и подзарядки аккумуляторов электрического транспорта путем передачи мощности через контактные линии. Известны так же способы зарядки аккумуляторов электрического транспорта посредством подключения к источнику электрической мощности на стоянке.
Недостатком указанных способов является зависимость электрического транспорта от внешних источников электрической мощности, контактных линий и точек подключения.
Известен так же способ автономной подзарядки аккумуляторов электрического транспорта за счет мощности торможения путем рекуперации ее части посредством переключения электромотор-генератора привода электротранспорта из режима мотора в режим генератора во время торможения. Недостатком указанного способа является то, что количество части мощности торможения не достаточно для зарядки/подзарядки аккумулятора для автономного движения электрического транспорта. (http://electrik.info/main/fakty/1172-rekuperaciya-elektricheskoy-energii/html)
Наиболее близким является способ автономного электропитания и зарядки аккумуляторов электрического транспорта, при котором в качестве источника используют световую солнечную мощность, преобразуемую в электрическую мощность посредством солнечных элементов.
Недостатками указанного способа являются низкий КПД солнечных элементов, суточная, погодная и ориентационная зависимость, громоздкость, большая площадь солнечных элементов и неудобство их размещения на электрическом транспорте. Главным недостатком указанного способа является то, что тепловая мощность солнечного излучения и среды в которой находится транспорт, а так же тепловая мощность выделяемая электрическим приводом для работы транспорта не используется. (https://mirenergii.ru/energiyasolnca/avtomobil-na-solnechnyx-batareyax-mif-ili-realnost/html)
Задача заявляемого изобретения - генерация электрической мощности для зарядки и рабочего питания электрического транспорта как на стоянке так и в движении за счет тепловой мощности окружающей среды - воздуха, воды, грунта, солнечного излучения, мощности потерь привода которую преобразуют в электрическую мощность с помощью термоэлектротрансформатора.
Технический результат, заявленного изобретения выражается в повышении эффективности использования тепловой мощности окружающей среды и тепловой мощности потерь электропривода для работы транспорта с электрическим приводом.
Технический результат достигается тем, что в способе генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом, при котором используют мощность окружающей среды, согласно изобретению, используют тепловую мощность окружающей среды различных видов - воздуха, воды, грунта, солнечного излучения и комбинации видов, которую собирают в конструктивных элементах транспорта, контактирующих с окружающей средой, посредством рабочего тела, находящегося в специальных полостях данных конструктивных элементов, собранную тепловую мощность, трансформируют в механическую, а затем в электрическую в устройстве генерации мощности, размещенном в транспорте с электрическим приводом, при этом, аккумулятор электрического транспорта подключают к электромотор-генератору устройства генерации мощности, вход/выход которого соединен с входом/выходом контроллера, второй вход/выход контроллера соединяют с электрическим приводом транспорта, при этом, тепловую мощность потерь электрического привода рекуперируют в электрическую мощность.
Устройство генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом, для реализации заявляемого способа представляет собой термоэлектротрансформатор, состоящий из испарителя, конденсатора, контроллера, и соединенных между собой турбины, компрессора и электромотор-генератора, при этом, компоненты устройства размещены на электрическом транспорте, испаритель выполнен в виде элементов конструкции транспорта, контактирующих с окружающей средой, вход/выход электромотор-генератора соединен с контроллером, вход/выход которого выполнен с возможностью соединения с аккумулятором транспорта, второй вход/выход контроллера выполнен с возможностью соединения с электрическим приводом транспорта. Так же компрессор, турбина, конденсатор и электромотор-генератор могут быть размещены на одном валу и в одном корпусе.
Схема осуществления способа, объединенная со схемой устройства, представлена на фиг. 1.
Позициями на схеме показан конструктивный элемент электрического транспорта (кузов, фюзеляж, корпус, крыло и др.) 1, термоэлектротрансформатор 2, включающий испаритель 3, конденсатор 4, контроллер 5, компрессор 6, турбину 7, электромотор-генератор 8, аккумулятор транспорта 9, электрический привод транспорта (винт, колесо и др.) 10, место оператора 11.
Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом с использованием устройства генерации мощности осуществляют следующим образом:
Рабочее тело находящееся в специальных полостях конструктивных элементов транспорта, например, таких как корпус, фюзеляж, крылья, палуба, крыша, радиатор и др., контактирующих с окружающей средой и выполняющих функцию испарителя 3, при температуре окружающей среды - воздуха, воды, грунта, солнечного излучения, собирает тепловую мощность как во время движения, так и во время стоянки транспорта. Оператор электрического транспорта, посредством контроллера 5, подключает аккумулятор электрического транспорта 9 к электромотор-генератору 8, который раскручивает компрессор 6 до рабочих оборотов, компрессор 6 перемещает рабочее тело из испарителя 3 в конденсатор 4, при этом, увеличивает давление и температуру рабочего тела, тепловая мощность рабочего тела, накопленная в испарителе 3, концентрируется в конденсаторе 4 по принципу теплового насоса с усредненным коэффициентом трансформации СОР=4 (обратным КПД=25%), далее рабочее тело с высоким давлением и высокой температурой поступает в турбину 7, отдает накопленную тепловую мощность турбине и возвращается в испаритель 3 с низким давлением и с температурой ниже температуры окружающей среды, в испарителе рабочее тело восстанавливает тепловую мощность отданную турбине 7 за счет тепловой мощности окружающей среды. Турбина 7 преобразовывает тепловую мощность рабочего тела в механическую мощность, которая передается компрессору и электромотор-генератору. Поскольку полный КПД турбины 7 с электромотор-генератором существенно превышает 25% (например в турбоэлектрогенераторе Capstone WHG125 КПД составляет 38% https://powerquality.ru/upload/iblock/b9b/capstone-c1000-_-prezentatsiya.pdf), то механической мощности, создаваемой турбиной 7, достаточно для работы компрессора, а избыточную механическую мощность электромотор-генератор преобразовывает в электрическую мощность, которая через контроллер 5 поступает в аккумулятор 9 и привод 10.
Таким образом, способ позволяет заряжать/подзаряжать аккумулятор электрического транспорта как во время стоянки, так и в движении.
Например, способ и устройство при применении на современных легковых электрических автомобилях, у которых средняя емкость штатных аккумуляторов составляет 90 кВт*час, позволяет с помощью термоэлектротрансформатора генерировать электрическую мощность 10 кВт, достаточную для зарядки штатного аккумулятора за 9 часов в режиме стоянки, при этом масса термоэлектротрансформатора (не более 50 кГ) позволяет размещать конструкцию на электрическом автомобиле при незначительном снижении полезной массы автомобиля.
(https://vandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Ffastmb/ru%2Fautonews%2Fautonews_mir%2F3 507-elektromobili-2019-goda-s-bolshim-zapasom-hoda-top-10.html)
Преимуществом способа является возможность автономной генерации мощности для транспорта с электрическим приводом, как во время стоянки, так и во время движения, за счет эффективного использования тепловой мощности окружающей среды - воздуха, воды, грунта, солнечного излучения, а также использования тепловой мощности потерь привода, что повышает эффективность работы электрического транспорта разных видов и модификаций - морского, воздушного, наземно-подземного, космического.

Claims (3)

1. Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом, при котором используют тепловую мощность окружающей среды, отличающийся тем, что используют тепловую мощность окружающей среды различных видов - воздуха, воды, грунта, солнечного излучения и комбинации видов, которую собирают в конструктивных элементах транспорта, контактирующих с окружающей средой, посредством рабочего тела, находящегося в специальных полостях данных конструктивных элементов, собранную тепловую мощность трансформируют в механическую, а затем в электрическую в устройстве генерации мощности, размещенном в транспорте с электрическим приводом, при этом аккумулятор электрического транспорта подключают к электромотор-генератору устройства генерации мощности, через контроллер, второй вход/выход контроллера соединяют с электрическим приводом транспорта, при этом тепловую мощность потерь электрического привода рекуперируют в электрическую мощность.
2. Устройство генерации мощности для транспорта с электрическим приводом, представляющее собой термоэлектротрансформатор, состоящий из испарителя, конденсатора, контроллера и соединенных между собой турбины, компрессора и электромотор-генератора, отличающееся тем, что компоненты устройства размещены на электрическом транспорте, испаритель совмещен с элементами конструкции транспорта, контактирующими с окружающей средой, при этом вход/выход электромотор-генератора соединен с контроллером, вход/выход которого выполнен с возможностью соединения с аккумулятором транспорта, второй вход/выход контроллера выполнен с возможностью соединения с электрическим приводом транспорта.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что компрессор, турбина, конденсатор и электромотор-генератор размещены на одном валу.
RU2020114847A 2020-04-15 2020-04-15 Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом и устройство генерации мощности RU2738494C1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020114847A RU2738494C1 (ru) 2020-04-15 2020-04-15 Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом и устройство генерации мощности
CN202180018030.3A CN115210102A (zh) 2020-04-15 2021-02-02 用于向电力驱动的交通工具供电的方法
PCT/RU2021/000040 WO2021211014A1 (ru) 2020-04-15 2021-02-02 Способ генерации мощности для транспорта с электрическим приводом

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020114847A RU2738494C1 (ru) 2020-04-15 2020-04-15 Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом и устройство генерации мощности

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2738494C1 true RU2738494C1 (ru) 2020-12-14

Family

ID=73835196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020114847A RU2738494C1 (ru) 2020-04-15 2020-04-15 Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом и устройство генерации мощности

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN115210102A (ru)
RU (1) RU2738494C1 (ru)
WO (1) WO2021211014A1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2515254A1 (fr) * 1981-10-26 1983-04-29 Anderson Max Appareil et procede de production d'energie a circuit ferme
WO2010005128A2 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Sang Koo Han An electric automobile car use of the latent heat from the air (atmosphere)
RU2692615C1 (ru) * 2018-03-30 2019-06-25 Сергей Геннадьевич Баякин Термоэлектротрансформатор

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200617280A (en) * 2004-11-29 2006-06-01 wen-xiu Ou Power generating method and engine utilizing the natural heat without fuel
US7225621B2 (en) * 2005-03-01 2007-06-05 Ormat Technologies, Inc. Organic working fluids
EP2499017A2 (en) * 2009-11-13 2012-09-19 Dresser, Inc. Recharging electric vehicles
WO2013036216A1 (en) * 2011-09-05 2013-03-14 Mahalli Yahya Y Flexible and efficient energy source
CN103112534A (zh) * 2011-11-16 2013-05-22 许开鸿 空气动力-光伏摩托车.自行车
CN103707754A (zh) * 2012-10-09 2014-04-09 扬东企业股份有限公司 引擎动力交通工具的动力传输装置
CN107160992A (zh) * 2017-05-23 2017-09-15 奇瑞汽车股份有限公司 车辆内动力装置以及控制方法
KR20190080177A (ko) * 2017-12-28 2019-07-08 한국가스공사 가스에너지 기반 전기차 충전소 및 전기차 충전소의 운영 방법
CN108749586B (zh) * 2018-07-06 2024-03-19 刘慕华 增程式电动交通工具能量回收系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2515254A1 (fr) * 1981-10-26 1983-04-29 Anderson Max Appareil et procede de production d'energie a circuit ferme
WO2010005128A2 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Sang Koo Han An electric automobile car use of the latent heat from the air (atmosphere)
RU2692615C1 (ru) * 2018-03-30 2019-06-25 Сергей Геннадьевич Баякин Термоэлектротрансформатор

Also Published As

Publication number Publication date
CN115210102A (zh) 2022-10-18
WO2021211014A1 (ru) 2021-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6127798A (en) Electric power supply having two electrical battery storage means for vehicles and other applications
US7315089B2 (en) Powertrain system comprising compressed air engine and method comprising same
JP5525441B2 (ja) 推進システム
CA2377930C (en) Hybrid battery/gas turbine locomotive
US8001906B2 (en) Electric drive vehicle retrofit system and associated method
US6651760B2 (en) Thermionic automobile
US9073448B2 (en) Method of operating propulsion system
US10160330B2 (en) Wind powered system for vehicles
RU2770258C1 (ru) Система и способ генерирования электрической энергии для электрических транспортных средств
CN103738503B (zh) 一种无人机机载发电设备
CN203211082U (zh) 混合动力车辆液压电动驱动系统
RU2738494C1 (ru) Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом и устройство генерации мощности
RU74107U1 (ru) Электропривод колес автомобиля
CN106945532B (zh) 用于减少车辆中的燃料消耗的系统及方法
US20090294192A1 (en) Apparatus for generating current, motor vehicle with an electric drive and an apparatus of this type
US20140053541A1 (en) Vehicle energy storage system and method of use
AU2021259669A1 (en) A system and method for increasing efficiency of an electric vehicle
EP2463169A1 (en) A hybride vehicle
RU93051U1 (ru) Система привода транспортного средства
CN219154456U (zh) 一种应用于特种车辆的底盘混合动力系统
Keldiyararova HYBRID ELECTRICAL VEHICLE TECHNOLOGIES
CN202896269U (zh) 增程式混合动力系统
NL2027384B1 (en) Electric power supply system, vehicle, electric power conversion system and method
TW202421502A (zh) 主被動式行動備用電力系統
AU2014246607B2 (en) Method of operating propulsion system