RU39542U1 - Система энергопитания транспортного средства - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к электромобилю с электрической тягой. Согласно полезной модели система энергопитания содержит аккумуляторную батарею, тяговый электродвигатель, блок управления, устройство соединения аккумуляторной батареи с тяговым электродвигателем и систему принудительного охлаждения, выполненную в виде замкнутого жидкостного контура циркуляции. Контур включает охлаждаемый контейнер, внутри которого расположена аккумуляторная батарея, циркуляционный насос и радиатор. Контур дополнительно содержит теплообменники тягового двигателя и блока управления, расположенные на трубопроводе, шунтирующем радиатор. Контур циркуляции снабжен регулятором расхода, который может быть совмещен с циркуляционным насосом. Контур циркуляции снабжен датчиками температуры аккумуляторной батареи, тягового электродвигателя и блока управления, включенными в цепь управления регулятора расхода. Система энергопитания снабжена пусковым нагревателем, расположенным на трубопроводе, шунтирующем теплообменник аккумуляторной батареи.

Description

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано при изготовлении транспортного средства - электромобиля.

Известна система энергопитания транспортного средства, содержащая аккумуляторную батарею, зарядное устройство, систему управления и защиты (патент США 3939435, B 60 L 11/18, 1976).

Недостатком указанной системы энергопитания является возможность перегрева аккумуляторной батареи и связанное с этим снижение ее ресурса.

Известна система энергопитания транспортного средства, содержащая аккумуляторную батарею, тяговый электродвигатель, блок управления, устройство соединения аккумуляторной батареи с тяговым электродвигателем и систему принудительного воздушного охлаждения с вентилятором (патент США 4135593, B 60 L 11/18, 1979).

Недостатком рассматриваемой системы энергопитания является низкая эффективность охлаждения аккумуляторной батареи и возможность ее перегрева при форсированных режимах нагрузки.

Из известных систем энергопитания наиболее близкой по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является система энергопитания, содержащая аккумуляторную батарею, тяговый электродвигатель, блок управления, устройство соединения аккумуляторной батареи с тяговым электродвигателем и систему принудительного охлаждения аккумуляторной батареи, выполненную в виде замкнутого жидкостного контура циркуляции с теплообменником аккумуляторной батареи и циркуляционным насосом (заявка ФРГ, 4408960, Н 01 М 10/50, 1995).

Недостатком этой известной системы энергопитания является недостаточная эффективность охлаждения и низкие удельные электрические характеристики из=за значительных габаритов и массы системы.

Задачей полезной модели является создание системы энергопитания транспортного средства, обладающей повышенными электрическими и ресурсными характеристиками и удобством эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что система энергопитания транспортного средства содержит аккумуляторную батарею, тяговый электродвигатель, блок управления, устройство соединения аккумуляторной батареи с тяговым электродвигателем и систему принудительного охлаждения аккумуляторной батареи, выполненную в виде замкнутого жидкостного контура циркуляции с теплообменником аккумуляторной батареи и циркуляционным насосом, при этом согласно полезной модели, теплообменник аккумуляторной батареи выполнен в виде охлаждаемого контейнера, внутри которого расположена аккумуляторная батарея

Целесообразно, чтобы контур циркуляции содержал дополнительно теплообменник тягового электродвигателя и блока управления. Охлаждение указанных агрегатов системы энергопитания позволяет повысить ресурс работы системы.

Целесообразно указанные теплообменники расположить на трубопроводе, шунтирующем радиатор. Такое размещение теплообменников позволяет обеспечить оптимальные режимы охлаждения аккумуляторной батареи, тягового электродвигателя и блока управления.

Целесообразно теплообменники тягового электродвигателя и блока управления располагать на разных отдельных трубопроводах, шунтирующих радиатор. Это связано с тем, что рабочие температуры двигателя и блока управления отличаются и в разных ветвях охлаждения можно установить оптимальные для данного агрегата (тягового электродвигателя, блока управления) значения температуры.

Целесообразно контур циркуляции снабдить регулятором расхода, что позволяет изменять расход циркулирующего хладагента в зависимости от нагрузки и поддерживать оптимальный температурный режим.

Целесообразно в качестве регулятора расхода использовать циркуляционный насос. Изменяя производительность насоса можно регулировать в необходимых пределах расход циркулирующего хладагента.

Целесообразно контур циркуляции снабдить датчиками температуры аккумуляторной батареи, тягового электродвигателя и блока управления, включенными в цепь управления регулятором расхода. Наличие указанных датчиков температуры позволяет поддерживать оптимальный тепловой режим аккумуляторной батареи, тягового электродвигателя и блока управления.

Целесообразно контур циркуляции снабдить пусковым нагревателем. Наличие указанного нагревателя позволяет прогреть необходимые агрегаты системы энергопитания при ее запуске при отрицательных окружающих температурах и обеспечить оптимальные характеристики системы энергопитания.

Целесообразно пусковой нагреватель разместить на трубопроводе, шунтирующем теплообменник аккумуляторной батареи. Указанное размещение нагревателя позволяет быстро прогреть аккумуляторную батарею, циркулируя нагреваемый хладагент только через теплообменник аккумуляторной батареи и пусковой нагреватель. Остальные агрегаты системы разогреваются в процессе работы за счет внутреннего тепловы деления.

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".

Сущность полезная модель поясняется чертежом. На фиг.1 представлена принципиальная схема жидкостного контура циркуляции системы энергопитания транспортного средства, например электромобиля.

Контур циркуляции включает охлаждаемый контейнер 2, в котором расположена аккумуляторная батареи 1, циркуляционный насос 3, теплообменник 4 тягового электродвигателя и теплообменник 5 блока управления, расположенные на трубопроводе 6, шунтирующем радиатор 7, регулятор расхода 8, который может быть совмещен с циркуляционным насосом 3, датчики температуры аккумуляторной батареи 9, тягового двигателя 10 и блока управления 11, пусковой нагреватель 12, установленный на трубопроводе 13, шунтирующем теплообменник аккумуляторной батареи.

Система энергопитания работает следующим образом. При разряде аккумуляторной батареи 1 в ней выделяется тепло, которое отводится хладагентом, циркулирующим через охлаждаемый контейнер 2. Циркуляция хладагента осуществляется циркуляционным насосом 3. Тепло от тягового двигателя и блока управления отводится хладагентом, циркулирующим через теплообменники 4 и 5, соответственно, установленные на байпасном трубопроводе 6. Отведенное тепло сбрасывается в радиаторе 7, который при необходимости обдувается вентилятором (на схеме не показан). Для контроля рабочих температур аккумуляторной батареи, тягового электродвигателя и блока управления они снабжены датчиками температуры 9, 10 и 11, соответственно. Чтобы обеспечить оптимальные значения температур для каждого из указанных агрегатов системы энергопитания, датчики температуры включены в цепь управления регулятора расхода 8, который может быть функционально совмещен с насосом. По сигналу этих датчиков температуры осуществляется необходимое регулирование расхода хладагента через соответствующие теплообменники. Для обеспечения запуска системы энергопитания транспортного средства при отрицательных окружающих температурах контур циркуляции снабжен пусковым нагревателем 12, установленным на трубопроводе 13, шунтирующем теплообменник аккумуляторной батареи. Такое включение нагревателя позволяет быстро разогреть аккумуляторную

батарею до необходимой температуры, отключив остальной контур и обеспечивая прокачку хладагента только через нагреватель и теплообменник аккумуляторной батареи. При необходимости можно обеспечить разогрев всего контура, прокачивая по нему и через пусковой нагреватель хладагент. Теплообменники тягового электродвигателя и блока управления, а также пусковой нагреватель могут располагаться и в основном контуре циркуляции, а не на байпасных трубопроводах, как показано на фиг.1.

На фиг.1 показан предпочтительный вариант выполнения контура циркуляции системы энергопитания транспортного средства, например электромобиля. Приведенное выше описание работы заявляемого устройства показывает, что данное устройство может быть реализовано на практике. Следовательно, заявленное полезная модель соответствует критерию "промышленная применимость".

Claims (9)

1. Система энергопитания транспортного средства, содержащая аккумуляторную батарею, тяговый электродвигатель, блок управления, устройство соединения аккумуляторной батареи с тяговым электродвигателем и систему принудительного охлаждения аккумуляторной батареи, выполненную в виде замкнутого жидкостного контура циркуляции с теплообменником аккумуляторной батареи и циркуляционным насосом, отличающаяся тем, что теплообменник аккумуляторной батареи выполнен в виде охлаждаемого контейнера, внутри которого расположена аккумуляторная батарея.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что контур циркуляции дополнительно содержит теплообменники тягового электродвигателя и блока управления.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что указанные теплообменники расположены на трубопроводе, шунтирующем радиатор.

4. Система по п.2, отличающаяся тем, что указанные теплообменники расположены на отдельных трубопроводах, шунтирующих радиатор.

5. Система по п.1 или 2, или 3, или 4, отличающаяся тем, что контур циркуляции снабжен регулятором расхода.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве регулятора расхода используется циркуляционный насос.

7. Система по п.1 или 6, отличающаяся тем, что контур циркуляции снабжен датчиками температуры аккумуляторной батареи, тягового электродвигателя и блока управления, включенными в цепь управления регулятором расхода.

8. Система п.1, или 2, или 3, или 4, или 6, отличающаяся тем, что контур циркуляции снабжен пусковым нагревателем.

9. Система по п.8, отличающаяся тем, что пусковой нагреватель расположен на трубопроводе, шунтирующем теплообменник аккумуляторной батареи.