Далеко не каждый патент, поданный автопроизводителем, воплощается в серийном автомобиле — однако без причины они не подаются никогда. Каждая идея сеет зерно, которое может прорасти, когда рынок окажется готов. Предлагаем обзор наиболее интересных недавних патентов в области электромобилей от Ford, BMW и Hyundai, зарегистрированных в Ведомстве по патентам и товарным знакам США (USPTO) и впервые замеченных редакцией Motor1.com.
Металл-Оксидная Батарея Нового Поколения от Ford
Компания Ford подала патент, описывающий новый тип металл-оксидного аккумулятора — класса накопителей энергии, основанных на обратимой химической реакции между чистым литием (или другим металлом) и кислородом. Хотя эта концепция имеет сходство с традиционными литий-ионными аккумуляторами, между ними есть принципиальные отличия:
- Стандартные литий-ионные аккумуляторы химически связывают литий с другими материалами (углеродом, кобальтом, фосфатами железа и т.д.), что увеличивает массу, но повышает безопасность.
- Металл-оксидные конструкции нацелены на устранение этих дополнительных элементов для достижения более высокой энергетической плотности.
- Запатентованная конструкция Ford делит аккумулятор на два отдельных блока — один содержит металлический литий, другой — кислород, запечатанный в абсорбирующем материале.
- Замкнутая жидкостная система соединяет оба блока, функционируя аналогично тому, как кровь и гемоглобин переносят кислород по телу.
Подобная архитектура потенциально способна обеспечить аккумулятор значительно большей ёмкостью, чем всё, что доступно сегодня — что станет серьёзным шагом вперёд в решении проблемы ограниченного запаса хода электромобилей.
Система Рекуперации Тепла BMW для Обогрева Салона Электромобиля
Пока революционные аккумуляторы по большей части остаются в лабораториях, энергоэффективность остаётся критической задачей для современных электромобилей — особенно зимой. Электрические нагреватели и даже тепловые насосы значительно расходуют заряд аккумулятора, существенно сокращая запас хода в холодном климате.
Патент BMW предлагает элегантное решение: вместо того чтобы полностью полагаться на электрический обогрев, система улавливает и повторно использует остаточное тепло, выделяемое электродвигателем и силовой электроникой, для обогрева салона. Ключевые преимущества этого подхода:
- Снижение нагрузки на основную аккумуляторную батарею в холодную погоду.
- Более эффективное использование энергии, которая иначе рассеивалась бы в виде тепла.
- Потенциальное увеличение реального запаса хода в зимних условиях.
Патент Hyundai на Трансмиссию с Переменным Передаточным Числом для Электромобилей
Hyundai избирает иной подход к повышению эффективности электромобилей — возвращаясь к концепции трансмиссий с переменным передаточным числом. Хотя электродвигатели технически не нуждаются в коробке передач (как правило, достаточно простого редуктора), добавление выбираемых передаточных соотношений способно улучшить как общую эффективность, так и динамические характеристики.
Запатентованная трансмиссия Hyundai работает следующим образом:
- Крутящий момент от электродвигателя передаётся на сервосцепление, способное плавно регулировать подачу мощности.
- Далее мощность проходит через набор шестерён перед поступлением на выходной вал.
- Система разработана таким образом, чтобы переключать передачи без прерывания потока мощности — при этом сохраняя относительно простую и экономичную конструкцию.
Это не совершенно новая идея в мире электромобилей. Рекордсмен Genovation GXE (конвертированный Corvette) сохранил механическую коробку передач для увеличения максимальной скорости, а Rimac Concept_One/S — один из самых мощных электромобилей из когда-либо созданных — использовал двухдиапазонную полуавтоматическую коробку передач для обеспечения своего захватывающего ускорения. Патент Hyundai нацелен на то, чтобы привнести аналогичные преимущества на более широкий и доступный рынок.
«Умная» Энергогенерирующая Шина от Freescale Semiconductor
Завершает наш патентный обзор оригинальная концепция от Freescale Semiconductor. Американская компания запатентовала систему, построенную вокруг гибкого рычага, установленного внутри шины — закреплённого с одной стороны на внутренней поверхности шины, а с другой — на ободе. По мере того как шина катится и деформируется под нагрузкой, рычаг передаёт это механическое движение небольшому электрогенерирующему элементу.
Важно чётко понимать, чем эта технология является — и чем не является:
- Она не будет генерировать большие объёмы энергии — в отличие от систем рекуперативной подвески, которые возвращают значительное количество тепловой энергии, рассеиваемой амортизаторами.
- Вырабатываемая энергия не является бесплатной — возникает дополнительное сопротивление качению.
- Целевая область применения — маломощные устройства, такие как датчики контроля давления в шинах (TPMS).
- В перспективе технология могла бы питать «умные» шины со встроенным искусственным интеллектом — концепция, которая может оказаться не столь фантастической, как кажется.
Это перевод. Оригинал можно прочитать здесь: https://www.drive.ru/technic/58d3ee9eec05c4b66100006f.html
Опубликовано Сентябрь 30, 2021 • 4м на чтение
