1.3 Структурная и функциональная схемы

Рис. 1.3.1 - Схема электромобиля

Схема включает высоковольтную ходовую аккумуляторную батарею ХАКБ, электродвигатель ЭД и устройство управления УУ, которое управляет энергией ходовой АКБ при ее подаче к электродвигателю ЭД.

В настоящее время ведется ряд научных разработок в направлении поиска новых химических источников тока (ХИТ). Опробованы на электромобилях и щелочные аккумуляторы, и солнечные батареи, а также топливные элементы, которые работают по принципу превращения энергии высокотемпературной химической реакции в электрическую энергию. Топливные элементы обладают малыми габаритами и весом, ин­тенсивной токоотдачей, но непродолжительны в действии. Широко применяют­ся в специальной военной аппаратуре. Для электромобилей могут оказаться перспективными щелочные воздух-алюминиевые топливные элементы, в кото­рых «выгорает» листовой алюминий и в которых можно легко и быстро сменить реагенты. Такой топливный элемент может быть многоразовым. Однако приме­няемость его в электромобилях ограничена высокой стоимостью катализаторов, входящих в состав воздух-алюминиевых ХИТ, и сложностью реализации много­кратных остановок химической реакции на непродолжительное время.

Новая инновационная концепция электромобиля

Идея состоит в максимальном приближении и унификации устройств электро- и автомобиля. Это позволяет предельно упростить и уменьшить массу силового агрегата транспортного средства, увеличить его КПД и эффективность рекуперации энергии, а также сделать возможным использование существующих шасси для установки силовых агрегатов электромобилей. Последнее обстоятельство должно существенно удешевить машины, в максимальной степени унифицировать их производство с возможностью оперативно менять соотношение количества машин различных типов и программу их выпуска.

Кроме того транспортное средство может быть оснащено как источником механической энергии, так и электрической, с установкой заменяемых агрегатов в том же двигательном отсеке при полном сохранении всей трансмиссии. Такая трансмиссия должна быть рассчитана на перспективу, и включать бесступенчатую коробку передач, которая на основе дискового вариатора новой концепции.

Новый вариатор, рассчитанный на высокие значения крутящего момента, дает возможность применить новую концепцию электромобиля на мощных электробусах.

Схема электромобиля новой концепции представлена на рис. 2. Источник электроэнергии выбирается исходя из критерия удельной энергии, что при исключительно высоком значении этого параметра обеспечивает малые массы, а также объемы топливных элементов. В данной схеме в качестве промежуточного источника энергии использован маховик.

Р ис. 1.3.2 - Схема электромобиля новой концепции

Принципиальным отличием данной концепции от других является отбор мощности от источника электроэнергии необратимой электромашиной – специализированным разгонным электродвигателем малой мощности, соответствующей эффективной удельной мощности источника электроэнергии.

Источник энергии и разгонный электродвигатель могут быть объединены в один энергетический блок, сходный по массе и габаритам с демонтируемым с шасси двигателем и его системами. Топливный бак и система питания могут быть сохранены с добавлением конвертора для получения водорода из топлива. Таким образом, в энергетическом блоке химическая энергия топлива преобразуется в механическую в виде вращения вала, совершенно так же, как и у теплового двигателя. Функцию сцепления выполняет выключатель, подключающий электромотор к источнику энергии.

Таким образом, в двигательный отсек может быть установлен любой преобразователь химической энергии топлива в механическую – тепловой двигатель или новый энергетический блок. Далее все, как и в обычном автомобиле, вал энергетического блока соединяется с коробкой передач, в данном случае бесступенчатой. В результате мы получаем электромобиль новой концепции в максимальной степени, унифицированный с обычным автомобилем.