Co można uzyskać dzięki wynalazkowi

Reklama

Przedmiotem wynalazku jest układ przeniesienia napędu z mechanizmem odzysku energii elektrycznej podczas hamowania. Takie układy znane są w typowych pojazdach wyposażonych w silnik spalinowy z przekładniami wielobiegunowymi, które połączone są sprzęgłem. W silnikach elektrycznych nie ma konieczności stosowania takich przekładni, co z kolei pozwala na znaczne uproszczenie konstrukcyjne całego mechanizmu z jednoczesnym wzrostem wydajności całego układu. Sam wynalazek pozwala na zwiększenie wydajności oraz energooszczędności pojazdów samochodowych elektrycznych oraz uzyskanie możliwości dopasowania układu napędowego do przestrzeni przedziału silnika. Cel został osiągnięty przez zastosowanie układu pozwalającego na rozłączenie napędu w momencie swobodnego toczenia w taki sposób, aby pozostający w bezruchu w tych momentach silnik i przekładnia nie powodowały zbędnego zużycia energii. W momencie hamowania układ jest zasprzęglany powodując włączenie prądnicy.

Istota wynalazku

Istotą wynalazku jest możliwość działania układu w trzech trybach pracy, co jest możliwe dzięki zastosowaniu specyficznej struktury mechanicznej i odpowiednio skonfigurowanej logiki działania. Dodatkową istotną cechą rozwiązania jest budowa modułowa umożliwiająca adaptację układu napędowego do geometrii przestrzeni silnikowej pojazdu. Zasada działania jest następująca. Sprzęgło rozłączalne jest zasprzęglone na stałe w trakcie przyspieszania i hamowania z odzyskiem energii. Rozłączane jest automatycznie po rozpoznaniu przez układ sterowania jazdy swobodnej z pozostawionym swobodnie pedałem przyspieszenia i pedałem hamulca z odzyskiem energii. Konieczne jest zapewnienie synchronizacji prędkości obrotowej, która jest nadzorowana i sterowana przez układ sterowania i wznawiana każdorazowo po naciśnięciu pedału przyspieszenia lub hamulca z odzyskiem energii. Synchronizacja i załączanie sprzęgła rozłączalnego jest wspomagana przez odpowiedni kształt wkładek sprzęgła. Sprzęgło rozłączalne włącza lub wyłącza sprzężenie silnika elektrycznego z kołem pojazdu, umożliwiając pracę w trybie napędu i hamowania silnikiem (odzysku energii elektrycznej gromadzonej do ponownego wykorzystania). Układ napędowy sterowany jest bezpośrednio przez kierowcę lub urządzenie automatyki. Logika systemu sterowania jest zawarta w centrali systemu, do której dochodzą sygnały z czujników mierzących prędkości kątowe wirujących elementów (koła, połówki sprzęgła), stan nacisku, prędkość wcisku, przemieszczenie kątowe i inne parametry kinematyczne pedału hamulca z odzyskiem energii. Na podstawie sygnałów spływających do centrali systemu sterowania ustalana jest prędkość kątowa silnika (synchronizacja) oraz tryb jego pracy (silnikowa bądź prądnicowa).
Opisany układ, poprzez umożliwienie pracy w trzech trybach (a zwłaszcza dzięki trybowi wolnego koła) zapewnia minimalizację zapotrzebowania na energię i ograniczenie czasu pracy układu napędowego w trakcie jazdy. W połączeniu z możliwością odzysku energii w czasie hamowania pozwala na maksymalizację wykorzystania dostępnej energii.

Potencjał komercjalizacji

Wynalazek ma wysoki potencjał komercjalizacyjny. Choć w Polsce rynek pojazdów elektrycznych nie jest jeszcze dobrze rozwinięty, jednakże zanotował duży wzrost. W 2016 roku w naszym kraju zarejestrowano 347 pojazdów zasilanych paliwem alternatywnym – jest to wzrost o 80% w stosunku do roku 2015. Znacznie większą popularnością mogą się pochwalić samochody hybrydowe, bo tych w zeszłym roku zarejestrowano aż 6960, głównie za sprawą spopularyzowanych modeli Toyoty – Auris Hybrid i Prius. Użytkowanie samochodów elektrycznych to duży wkład w ochronę środowiska naturalnego. Wg niektórych danych w styczniu 2016 r, w Stanach Zjednoczonych, które są drugim, największym emitentem dwutlenku węgla (zaraz po Chinach), sektor transportowy wyemitował więcej CO2, niż sektor energetyczny. Stąd rozwój sektora pojazdów elektrycznych a także wszelkie zabiegi mające uczynić takie pojazdy bardziej wydajnymi jest istotnym kierunkiem badań i prac rozwojowych.