Автомобиль с электрической трансмиссией

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Закрытое акционерное общество ЯРОВИТ МОТОРС(72) Авторы Бирюков Андрей Михайлович(73) Патентообладатель Закрытое акционерное общество ЯРОВИТ МОТОРС(57) 1. Автомобиль с электрической трансмиссией, содержащий раму с установленными в нижней части мостами с колесными движителями и функционально связанные с ними тяговые электродвигатели, редукторы, электрический генератор, накопитель электрической энергии, блоки управления, отличающийся тем, что тяговые электродвигатели соосно установлены в корпусе ведущего моста и включены в общую электрическую цепь с блоком управления и генератором, редукторы выполнены двухступенчатыми и снабжены исполнительными механизмами переключения ступеней, при этом валы редукторов непосредственно связаны с колесными движителями моста. 60602010.02.28 2. Автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что тяговые электродвигатели выполнены синхронными и установлены с возможностью автоматического регулирования крутящего момента на каждом колесном движителе на любом режиме движения автомобиля. 3. Автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что снабжен одним или двумя и более ведущими мостами с тяговыми электродвигателями, установленными соосно.(56) 1.2007/097086 А 1, 2007. 2.2007-20973, 2008. 3.2006132315 А, 2008. 4.2003/0094322 1, 22 (прототип). Полезная модель относится к области автомобилестроения и предназначена для использования в транспортных средствах с электрическим или гибридным приводом. Известны транспортные средства с использованием электрической трансмиссии, в которых колесные движители посредством моментопреобразующих узлов (сцепление, коробка передач, осевые и межосевые редукторы-диференциалы, карданные валы) связаны с силовой установкой 1, 2, 3. Известные серийные гибридные автомобили используют двигатель внутреннего сгорания для привода электрического генератора, который подает энергию через преобразователь (инвертор) на электромотор или аккумулятор-накопитель. Существенным недостатком известных технических решений является наличие большого количества механических моментопреобразующих узлов, которые повышают удельный расход топлива и снижают в целом эксплуатационные качества автомобиля, в частности уровень выбросов, шумов, экономичность и некоторые другие характеристики. Наиболее близок по технической сущности к предлагаемой полезной модели гибридный автомобиль с мостом, оборудованным электрическим приводом, который выбран в качестве прототипа 4. Автомобиль содержит раму с установленными в нижней части мостами с колесными движителями, редукторы, электрический генератор, накопитель электрической энергии, блоки управления, коробку передач, тяговый электродвигатель. Коробка передач включает планетарный редуктор и осевой дифференциал в сборе. Планетарный редуктор имеет составные шестерни, поддерживаемые водилом планетарного комплекта, входящие в зацепление с неподвижной коронной и солнечной шестернями,которые приводятся в движение тяговым электродвигателем. Водило планетарного комплекта приводит в движение дифференциал, который передает движущую силу на пару выходных валов, соединенных с одной колесной парой моста. При использовании с обычной моторной силовой передачей для другой колесной пары мост с электрическим приводом создает для гибридного автомобиля силовую передачу с приводом на четыре колеса. Тяговый электродвигатель и коробка передач расположены в одном картере для обеспечения компактности ведущего моста в сборе. Недостатком прототипа является наличие осевых дифференциалов, что затрудняет полноценно обеспечивать динамику перемещения автомобиля, особенно в условиях бездорожья, из-за неравномерного контроля раздачи мощности на колеса моста. Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков и улучшение эксплуатационных характеристик автомобиля с электрической трансмиссией. Техническим результатом полезной модели является снижение удельного расхода топлива и, соответственно, уровня выбросов выхлопных газов, а также улучшение динамики перемещения автомобиля в условиях бездорожья. Технический результат достигается тем, что в автомобиле с электрической трансмиссией, содержащем раму с установленными в нижней части мостами с колесными движи 2 60602010.02.28 телями и функционально связанные с ними тяговые электродвигатели, редукторы, электрический генератор, накопитель электрической энергии, блоки управления, согласно полезной модели, тяговые электродвигатели соосно установлены в корпусе ведущего моста и включены в общую электрическую цепь с блоком управления и генератором, редукторы выполнены двухступенчатыми и снабжены исполнительными механизмами переключения ступеней, при этом валы редукторов непосредственно связаны с колесными движителями моста. Тяговые электродвигатели выполнены синхронными и установлены с возможностью автоматического регулирования крутящего момента на каждом колесном движителе на любом режиме движения автомобиля. Автомобиль снабжен одним, или двумя, или более ведущими мостами с тяговыми электродвигателями, установленными соосно. Сущность полезной модели поясняется чертежами на фиг. 1-4. На фиг. 1 представлена принципиальная схема компоновки автомобиля. На фиг. 2 - блок-схема размещения основных узлов. На фиг. 3 - общий вид в разрезе моста с двухступенчатым редуктором. На фиг. 4 - фрагмент (вид А) разреза двухступенчатого редуктора. Автомобиль содержит раму 1, силовую установку 2, кабину и кузов (на фигурах не показаны), мосты 5 с тяговыми электродвигателями 6, 7, двухступенчатые редукторы 8, 9,смонтированные в защитном корпусе 12 установленные на опорах колесные движители 10, 11. Колесные движители 10, 11, редукторы 8, 9, тяговые электродвигатели 6, 7 кинематически соединены между собой и образуют связки, создающие момент силы на колесных движителях 10, 11. Число таких связок соответствует заданной колесной формуле транспортного средства, имеющего один, два или более ведущих мостов с тяговыми электродвигателями, установленными соосно. Силовая установка 2 кинематически связана с моторгенератором 13 и функционально с инверторами 14 тяговых двигателей 6, 7, блоком управления 15, накопителем энергии (аккумуляторы) 16, системой охлаждения для утилизации тепла (на фигурах не показана). В электрическую цепь силовой установки 2 включены тяговые электродвигатели 6, 7, датчики контроля параметров узлов системы и (на фигурах не показаны). На защитном корпусе 12 расположены исполнительные механизмы 17, 18 для переключения передач двухступенчатых редукторов 8, 9. Автомобиль с электрической трансмиссией работает следующим образом. Моторгенератором 13 в режиме двигателя запускают силовую установку 2 и переключают его в режим генератора, который осуществляет питание силовых тяговых электродвигателей 6 и 7, электрической аппаратуры блока управления 15, системы охлаждения и других устройств автомобиля. Постоянный ток преобразуют инверторами 14 в переменный заданной частоты и обеспечивают необходимый режим вращения роторов тяговых электродвигателей 6, 7. Блоком управления 15 осуществляют настройку и контроль частоты вращения, а также регулируют потребляемую мощность каждого тягового электродвигателя 6 и 7. Режимы разгона и торможения, состояние зарядки накопителя 16 и всех компонентов и узлов автомобиля контролируются посредством программного обеспечения блока управления 15. После подачи напряжения определенной величины и частоты на валу тяговых электродвигателей 6, 7 генерируется крутящий момент, который преобразуется редукторами 8,9 и передается на колесные движители 10, 11. Величина крутящего момента на каждом колесном движителе 10, 11 формируется блоком управления 15 по команде водителя автомобиля. При торможении тяговые электродвигатели 6, 7 переводятся в генераторный режим, обеспечивая торможение на колесных движителях 10, 11, а при необходимости экстренного торможения включаются штатные тормоза (на фигурах показано) автомобиля. При торможении генерируемая в тяговых электродвигателях 6, 7 энергия аккумулируется в накопителе 16, обеспечивая режим рекуперации и тем самым снижая удельный 3 60602010.02.28 расход топлива силовой установкой 2, что уменьшает уровень выбросов выхлопных газов в атмосферу. Возможен также режим работы автомобиля движение без выхлопа - движение на энергии накопителя 16 с отключенным двигателем внутреннего сгорания силовой установки 2. Исполнение редукторов 8, 9 двухступенчатыми, валы которых соосно непосредственно связаны с колесными движителями 10, 11 мостов 5, в совокупности с одновременным автоматическим регулированием крутящего момента синхронных тяговых электродвигателей 6, 7 обеспечивает при любом режиме работы автомобиля существенно лучшую динамику (быстрое изменение скорости и ускорения) и безопасность движения в целом. Переключая ступени редукторов 8, 9 исполнительными механизмами 17, 18, осуществляют эффективное изменение динамики движения автомобиля с минимальными потерями мощности в соответствии с постоянно изменяющимися условиями на трассе,которое непрерывно отслеживается и корректируется посредством программного обеспечения блока управления 15. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4