BR102016029647B1

BR102016029647B1 - Sistema de acionamento para um veículo

Info

Publication number: BR102016029647B1
Application number: BR102016029647-1A
Authority: BR
Inventors: Jeffrey John Wolff; Ajith Kuttannair Kumar; Henry Todd Young; Jason Daniel Kuttenkuler; Maksim V. Borisenko; Edward Petrak
Original assignee: Transportation Ip Holdings, Llc
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2023-02-23
Also published as: AU2016266114A1; BR102016029647A2; CN106945532B; AU2016266114B2; CN106945532A; BR102016029647A8; DE102016123187A1

Abstract

SISTEMAS E MÉTODO DE ACIONAMENTO PARA UM VEÍCULO. Trata-se de um sistema de acionamento que inclui um mecanismo motor, um alternador acoplado ao mecanismo motor, sendo que o alternador é configurado para alimentar com energia pelo menos uma carga auxiliar, um sistema de motor de tração acoplado de modo operativo às rodas de acionamento do veículo, sendo que o sistema de motor de tração é configurado para receber potência elétrica primária do alternador e para impelir o veículo em resposta à potência elétrica primária, e um motor eletricamente conectado ao sistema de motor de tração e mecanicamente acoplado ao mecanismo motor. O mecanismo motor é configurado para receber potência elétrica do sistema de motor de tração em um modo de frenagem dinâmica de operação do sistema de motor de tração e para comunicar potência ao mecanismo motor durante o modo de frenagem dinâmica.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere, em geral, a controle de veículo. Determinadas realizações se referem a sistemas e métodos para reduzir o consumo de combustível em um veículo em um modo de frenagem dinâmica de operação.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Na indústria de mineração, grandes veículos fora de estrada, “OHVs”, geralmente empregam rodas eletricamente motorizadas para impelir ou retardar o veículo. Em particular, OHVs incluem tipicamente um grande mecanismo motor a diesel de cavalo-vapor em conjunto com um alternador, um inversor de tração e conjuntos de acionamento de roda alojados dentro dos pneus traseiros do veículo. Em operação, o mecanismo motor a diesel aciona o alternador, que alimenta o inversor de tração. O inversor de tração inclui comutadores de potência de semicondutor que comutam a corrente de saída de alternador para fornecer potência elétrica a motores de acionamento elétrico, por exemplo, motores de tração de CA, dos conjuntos de acionamento de roda, que transformam a potência elétrica de volta em potência mecânica para acionar as rodas e impelir o veículo.

[003] Conforme é entendido no estado da técnica, os motores de tração fornecem a potência de tração para impelir o veículo. Os motores de tração são também configurados para fornecer uma força de frenagem para controlar a velocidade ou para desacelerar o veículo. Isso é comumente denominado como frenagem dinâmica. Simplesmente declarado, quando um motor de tração não é necessário para fornecer força motriz, o mesmo pode ser reconfigurado de modo que o mecanismo motor opere como um gerador de potência. Então configurado, o motor de tração gera energia elétrica que tem o efeito de desacelerar o veículo. Em determinados veículos e sistemas, a energia elétrica é armazenada em baterias para uso posterior ou, mais comumente, dissipada através de grades de retardamento. Em particular, alguns veículos e sistemas são configurados para armazenar a energia elétrica fornecida pelo mecanismo motor durante a frenagem dinâmica em dispositivos de armazenamento de energia ou baterias para uso posterior. Essa energia armazenada é usada para alimentar com dispositivos auxiliares de energia e/ou motores de acionamento durante os modos de marcha lenta ou de impulsão de operação a fim de minimizar o envolvimento de mecanismo motor e reduzir o consumo de combustível.

[004] Uma alternativa favorecida para armazenar configurações serve para simplesmente gastar a energia na forma de calor através de uma rede de retardamento de frenagem dinâmica de resistores e isoladores. Uma desvantagem para isso, no entanto, é que um sistema de resfriamento de rede que tem um soprador eletricamente acionado é frequentemente necessário para ajudar a dissipar calor da rede, o que adiciona à demanda de potência e aumenta desse modo o consumo de combustível.

[005] Mesmo durante a frenagem dinâmica, o mecanismo motor continua a consumir combustível para atender às necessidades elétricas e cargas auxiliares do veículo. Por exemplo, isso inclui fornecer potência para sopradores de motor de tração, ventoinhas de radiador, aquecedor de cabine de operador ou soprador de alternador de ar condicionado, bombas hidráulicas, etc. No caso de OHVs, isso inclui fornecer potência para resfriar ventoinhas para resfriar todos os componentes no sistema de acionamento de tração.

[006] Em vista do supracitado, há uma necessidade para um sistema e método que reduz o consumo de combustível durante os modos de frenagem dinâmica de operação recuperando-se energia de frenagem dinâmica, e que aprimora a eficiência geral de uma máquina de acionamento elétrico.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[007] Em uma realização, um sistema de acionamento para um veículo inclui um mecanismo motor, um alternador acoplado ao mecanismo motor e um sistema de motor de tração. O alternador é configurado para alimentar com energia pelo menos uma carga auxiliar. O sistema de motor de tração é acoplado de modo operativo às rodas de acionamento do veículo, e é configurado para receber potência elétrica primária do alternador e para impelir o veículo em resposta à potência elétrica primária. O sistema de acionamento inclui adicionalmente um motor eletricamente conectado ao sistema de motor de tração e mecanicamente acoplado ao mecanismo motor. O mecanismo motor é configurado para receber potência elétrica do sistema de motor de tração em um modo de frenagem dinâmica de operação do sistema de motor de tração e para comunicar potência ao mecanismo motor durante o modo de frenagem dinâmica.

[008] Em outra realização, um sistema de acionamento para um veículo inclui um mecanismo motor, um alternador acoplado ao mecanismo motor e um sistema de motor de tração. O alternador é configurado para alimentar com energia pelo menos uma carga auxiliar. O sistema de motor de tração é acoplado de modo operativo às rodas de acionamento do veículo, e é configurado para receber potência elétrica primária do alternador e para impelir o veículo em resposta à potência elétrica primária. O sistema de acionamento inclui adicionalmente um inversor/retificador trifásico eletricamente conectado ao sistema de motor de tração e ao alternador. O inversor/retificador é configurado para receber potência elétrica do sistema de motor de tração em um modo de frenagem dinâmica de operação do sistema de motor de tração e para alimentar a potência elétrica ao alternador como torque para reduzir a carga de mecanismo motor.

[009] Em ainda outra realização, um método é fornecido. O método inclui as etapas de gerar potência elétrica primária em um alternador conectado a um mecanismo motor, que opera um motor de tração acoplado em relação de acionamento a uma roda de um veículo para impelir o veículo durante um modo de impulsão de operação e para gerar eletricidade durante um modo de frenagem dinâmica de operação, em que, no modo de impulsão de operação, a potência elétrica primária é transmitida ao motor de tração para alimentar com energia o motor, e utilizar a eletricidade gerada durante o modo de frenagem dinâmica de operação para deslocar uma carga de mecanismo motor auxiliar para diminuir o consumo de combustível do veículo (por exemplo, versus um modo operacional em que a eletricidade gerada durante a frenagem dinâmica não é usada para deslocar uma carga de mecanismo motor auxiliar).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[010] A presente invenção será mais bem entendida a partir da leitura da descrição a seguir de realizações não limitadoras, em referência aos desenhos anexos.

[011] A Figura 1 é um diagrama esquemático simplificado de um sistema para reduzir o consumo de combustível em um veículo, de acordo com uma realização da invenção.

[012] A Figura 2 é um diagrama esquemático simplificado de um sistema para reduzir consumo de combustível em um veículo, de acordo com outra realização da invenção.

[013] A Figura 3 é um diagrama esquemático simplificado de um sistema para reduzir consumo de combustível em um veículo, de acordo com outra realização da invenção.

[014] A Figura 4 é um diagrama esquemático simplificado de um sistema para reduzir consumo de combustível em um veículo, de acordo com outra realização da invenção.

[015] A Figura 5 é um diagrama esquemático simplificado de um sistema para reduzir consumo de combustível em um veículo, de acordo com outra realização da invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[016] Será feita referência abaixo em detalhes às realizações da invenção, cujos exemplos são ilustrados nos desenhos anexos. Sempre que possível, os mesmos caracteres de referência usados por todos os desenhos se referem às mesmas partes ou partes similares. Embora realizações da invenção sejam adequadas para uso com implantações tanto móveis quanto estacionárias, para facilidade de explicação, uma implantação móvel é descrita em detalhes no presente documento. Mais especificamente, um OHV foi selecionado por clareza de ilustração para a revelação de realizações móveis. Outros veículos adequados incluem, por exemplo, veículos on-road, locomotivas, equipamento de construção, equipamento industrial, e embarcações marítimas. Conforme usado no presente documento, “comunicação elétrica” ou “eletricamente acoplado(a)” significa que determinados componentes são configurados para se comunicarem entre si através de sinalização direta ou indireta por meio de conexões elétricas diretas ou indiretas. Conforme usado no presente documento, “mecanicamente acoplado(a)” se refere a qualquer método de acoplamento com capacidade de suportar as forças necessárias para transmitir torque entre os componentes. Conforme usado no presente documento, “acoplado(a) de modo operativo” se refere a uma conexão, que pode ser direta ou indireta. A conexão não é necessariamente uma anexação mecânica.

[017] A Figura 1 ilustra esquematicamente um sistema de acionamento 10 para uma máquina de acionamento elétrico tal como um OHV ou outro veículo. O sistema de acionamento 10 inclui uma fonte de potência primária tais como um mecanismo motor 12 (por exemplo, um mecanismo motor a diesel, um mecanismo motor a gasolina, um mecanismo motor de múltiplos combustíveis, etc.) e um alternador/geração de tração 14 mecanicamente acoplado ao mecanismo motor 12 e acionado pelo mesmo. Conforme ilustrado na Figura 1, o alternador de tração 14 é eletricamente acoplado a uma barra de tração 16. O alternador 14 é configurado para fornecer potência elétrica de CA a um ou mais retificadores 18, que são eletricamente conectados a um ou mais conversores de potência, por exemplo, primeiro e segundo inversores 20, 22, através da barra de tração 16. Os inversores 20, 22 são conectados ao primeiro e segundo motores de tração 24, 26 associados à primeira e à segunda rodas do veículo, respectivamente. Conforme é conhecido no estado da técnica, o retificador 18 é configurado para converter a potência de CA recebida do alternador 14 em uma saída de CC que é então alimentada aos inversores 20, 22 através da barra de tração 16. Os inversores 20, 22 são configurados para suprir potência de CA de frequência variável trifásica ao primeiro e ao segundo motores de tração 24, 26 associados à primeira e à segunda rodas do veículo (tipicamente, as rodas traseiras do veículo). Embora o retificador 18 seja ilustrado como sendo separado do alternador de tração 14, em determinadas realizações, o retificador pode formar uma parte do alternador, conforme é conhecido no estado da técnica. Em uma realização, a barra de tração 16 é a barra de 1.000 a 1.500 VDC.

[018] Conforme também mostrado na Figura 1, em uma realização, um motor de arranque 28 pode ser associado ao mecanismo motor 12 para girar o mecanismo motor 12 a fim de iniciar a operação, conforme é conhecido no estado da técnica. Adicionalmente, o veículo pode incluir uma bateria 30, por exemplo, uma bateria de 24 V, eletricamente acoplada ao alternador 14 através de um enrolamento terciário 32 e um enrolamento de campo 34. A bateria 30 é configurada para funcionar como um excitador estático de campo de alternador para iniciar a operação do sistema de acionamento elétrico do veículo.

[019] Os motores de tração 24, 26 fornecem a potência de tração para mover o veículo, e podem ser motores elétricos de CA ou CC. Ao usar motores de tração de CC, a saída do alternador é tipicamente retificada para fornecer potência de CC apropriada. Ao usar motores de tração de CA, a saída de alternador é tipicamente retificada para CC e, em seguida, invertida em CA trifásica antes de ser suprida aos motores de tração 24, 26. Durante um modo de impulsão de operação, a potência pode ser transferida do mecanismo motor 12 aos motores de tração 24, 26 e, desse modo, às rodas do veículo para efetuar o movimento.

[020] Adicionalmente ao fornecimento de potência motriz, os motores de tração 24, 26 também fornecem uma força de frenagem para controlar a velocidade do veículo no qual o sistema de acionamento 10 é instalado. Isso é comumente denominado como frenagem dinâmica. Durante um modo de frenagem dinâmica de operação, tal como quando o movimento do veículo deve ser retardado, a potência pode ser gerada pela rotação mecânica das rodas de acionamento e direcionada a uma rede de retardamento 36. Em particular, a energia cinética do veículo pode ser convertida em potência rotacional nas rodas de acionamento. A rotação das rodas de acionamento pode girar adicionalmente os motores 24, 26 a fim de gerar potência elétrica, por exemplo, na forma de potência de CA. Os inversores 20, 22 podem servir como uma ponte para converter a potência suprida pelos motores 24, 26 em potência de CC. A dissipação da potência de CC gerada pelos motores 24, 26 pode produzir um torque contrarrotacional nas rodas de acionamento para desacelerar o veículo. Tal dissipação pode ser concluída passando-se a corrente gerada fornecida pelos inversores 20, 22 através de uma resistência, tal como a rede de frenagem dinâmica 36, ou a rede de retardamento, conforme mostrado.

[021] Conforme ilustrado adicionalmente na Figura 1, o sistema de acionamento 10 também inclui uma ventoinha de radiador de mecanismo motor 38 acionado pelo mecanismo motor 12 para fornecer resfriamento para o mecanismo motor 12. O sistema 10 também pode incluir uma ou mais ventoinhas de resfriamento de controle e motor 40 mecanicamente acopladas ao alternador 14. A(s) ventoinha(s) de resfriamento 40 é(são) configurada(s) para fornecer resfriamento para todos os componentes do sistema de acionamento de tração, tal como os inversores 20, 22, motores de tração 24, 26 e similares. O alternador de tração 14 também pode ser acoplado a uma bomba hidráulica 42 que fornece pressão hidráulica para uso por acessórios ou outros componentes do veículo. Ou seja, adicionalmente ao fornecimento de potência elétrica à barra de tração 16 para permitir que a operação dos motores de tração 24, 26 impila o veículo, através do alternador 14, através de potência do mecanismo motor 12, fornece potência elétrica aos outros componentes tais como bombas hidráulicas e ventoinhas de resfriamento. Conforme será prontamente verificado, portanto, esses componentes exigem potência do mecanismo motor 12, mesmo em um modo de frenagem dinâmica de operação, o que aumenta o consumo de combustível e diminui a eficiência do veículo, como um todo. No esforço de retardardamento/frenagem dinâmica de pico, em dias quentes, até 200 cavalos-vapor podem ser necessários somente para alimentar com energia as cargas auxiliares para resfriamento e hidráulica.

[022] Em realizações, o sistema 10 é configurado para recuperar energia de frenagem dinâmica quando, no modo de frenagem dinâmica de operação, e para usar essa energia recuperada para cancelar as cargas de mecanismo motor (por exemplo, da bomba hidráulica 42, ventoinha(s) de controle e resfriamento de motor 40, etc.) de modo a diminuir o consumo de combustível conforme comparado a sistemas existentes. Em particular, conforme ilustrado na Figura 1, o sistema de acionamento 10 inclui um motor elétrico de CC 44 eletricamente acoplado à rede de frenagem dinâmica 36 e mecanicamente acoplado ao mecanismo motor 12. Em uma realização, o mecanismo motor 44 é mecanicamente acoplado ao mecanismo motor através de um acoplamento de tipo de torque variável, embora um acoplamento mecânico direto possa ser alternativamente empregado. Em uma realização, o acoplamento pode incluir pelo menos um dentre uma correia, corrente, engrenagem ou acoplamento hidráulico.

[023] O motor de CC 44 é, portanto, configurado para receber a potência elétrica de CC da rede de frenagem dinâmica 36 durante um modo de frenagem dinâmica de operação do veículo. Em particular, o mecanismo motor 44 utiliza a potência elétrica de CC da frenagem dinâmica para gerar uma saída mecânica que é usada para auxiliar no acionamento e acelerar o mecanismo motor 12. Dessa maneira, o mecanismo motor 44 pode ser utilizado para “cancelar” cargas de mecanismo motor auxiliares durante um modo de frenagem dinâmica de operação, tal como cargas de ventoinha de resfriamento e cargas de bomba hidráulica, diminuindo assim o consumo de combustível conforme comparado a sistemas existentes que consistem somente no mecanismo motor para fornecer potência auxiliar.

[024] Agora em referência à Figura 2, um sistema de acionamento 100 para um veículo de acordo com outra realização da presente invenção é ilustrado. O sistema de acionamento 100 é geralmente similar em configuração e maneira de operação ao sistema de acionamento 10 descrito acima em conexão com a Figura 1 (isto é, o mesmo é operável tanto em um modo de impulsão quanto em um modo de frenagem dinâmica de operação), em que referências numéricas similares designam partes similares. Em vez de fornecer a potência elétrica de CC da rede de frenagem dinâmica a um motor de CC conectado ao mecanismo motor 12 para ajudar a acelerar o mecanismo motor 12 para auxiliar com cargas de mecanismo motor auxiliares, no entanto, o sistema 100 é configurado para transferir a potência gerada durante a frenagem dinâmica do enlace/barra de tração 16 diretamente ao alternador 14 para negar essencialmente as cargas auxiliares no mecanismo motor 12.

[025] Conforme mostrado na Figura 2, o sistema de acionamento 100 inclui um inversor/retificador trifásico 102 eletricamente acoplado à rede de frenagem dinâmica 36 do enlace/barra de tração 16 através de uma perna isolada dupla de retroalimentação de potência 104. O inversor/retificador trifásico 102 é, por sua vez, eletricamente acoplado ao alternador de tração 14. O inversor/retificador trifásico 102, portanto, permite que a potência recuperada da frenagem dinâmica seja retroalimentada através do alternador 14 como torque para reduzir a carga de mecanismo motor. Em particular, o uso do inversor/retificador trifásico 102 gira essencialmente o enrolamento terciário 32 em uma máquina trifásica completa.

[026] Conforme também ilustrado na Figura 2, o sistema 100 inclui adicionalmente uma ponte H primária 106 e uma ponte H lateral de bateria secundária 108 que serve para conectar uma bateria 30 tanto à rede de frenagem dinâmica 36 quanto ao inversor/retificador 102. Conforme ilustrado, a bateria 30 é eletricamente acoplada à rede de frenagem dinâmica 36 da barra de tração 16 através da perna isolada dupla de retroalimentação de potência 104. Essa configuração facilita o carregamento da bateria 30 que utiliza energia de frenagem dinâmica quando o veículo opera em um modo de frenagem dinâmica (isto é, a energia flui da rede de frenagem dinâmica 36 à bateria 30). A mesma também permite que a potência seja transferida da bateria 30 ao alternador 14 (através do inversor/retificador 102) de modo a garantir tensão suficiente para girar o mecanismo motor 12 durante a partida. Em particular, a carga da bateria 30 pode ser utilizada como um conversor de intensificação para levar a bateria de CC de baixa tensão até a tensão exigida para o giro do mecanismo motor através do enrolamento de baixa tensão de alternador. Em conexão a isso, o sistema 100 também inclui um pulsador 110 intermediário ao inversor/retificador 102 e à ponte H primária 108. O pulsador 110 é utilizado para excitação de campo do alternador 14 durante o giro do mecanismo motor. Essa configuração, portanto, obvia a necessidade de utilizar um motor de arranque separado para dar partida no mecanismo motor 12.

[027] Em uma realização, cada rede de frenagem dinâmica pode ter capacidade de 1 MW de potência, de modo que uma perna uniformemente dividida permitiria aproximadamente 300 KW para retroalimentação através do alternador 14 como torque para reduzir a carga de mecanismo motor em modo de retardamento/frenagem dinâmica. O sistema de acionamento 100, portanto, tem capacidade de fornecer várias vantagens. Primeiro, aplicando-se torque no alternador 14, cargas no mecanismo motor (tal como a ventoinha de resfriamento 40 e bomba hidráulica 42) podem ser essencialmente negadas. Em particular, em vez de o mecanismo motor 12 ter de suprir a quantidade total de potência para atender às demandas de carga auxiliar, o torque derivado da frenagem dinâmica é utilizado para ajudar a acionar o alternador 14 de modo a ajudar a atender tais demandas. Consequentemente, devido ao fato de que o mecanismo motor 12 não é somente responsável por acionar o alternador 14, pelo menos durante a frenagem dinâmica, o consumo de combustível pelo mecanismo motor pode ser diminuído. Adicionalmente à utilização da potência gerada durante a frenagem dinâmica para fornecer um torque ao alternador, a potência da frenagem dinâmica pode ser utilizada para carregar a bateria de caminhão 30, que pode ser então utilizada, em conjunto com o pulsador 110, para rotar e dar partida no mecanismo motor. Conforme discutido acima, isso obvia a necessidade de empregar um motor de arranque separado para dar partida no mecanismo motor 12.

[028] Voltando-se agora à Figura 3, um sistema de acionamento 200 para um veículo de acordo com outra realização da presente invenção é ilustrado. O sistema de acionamento 200 é geralmente similar em configuração e maneira de operação ao sistema de acionamento 10 e sistema de acionamento 100 descrito acima em conexão com as Figuras 1 e 2 (isto é, o mesmo é operável tanto em um modo de impulsão quanto em um modo de frenagem dinâmica de operação), em que referências numéricas similares designam partes similares.

[029] Conforme mostrado no mesmo, o sistema de acionamento 200 inclui uma ponte H primária 202 e uma ponte H secundária 204 eletricamente acopladas à barra de tração 16. A ponte H secundária 204 é eletricamente acoplada a um par de inversores, tais como um terceiro inversor 206 e um quarto inversor 208. Esses inversores 206, 208 são eletricamente acoplados ao terceiro e ao quarto motores de CA 210, 212, respectivamente, associados ao primeiro e ao segundo sopradores 214, 216 e configurados para acionar os mesmos. Em uma realização, o primeiro soprador 214 é configurado para fornecer resfriamento para pelo menos um dos inversores 20, 22, 206, 208 e/ou o retificador 18, e o segundo soprador 216 é configurado para fornecer resfriamento para pelo menos um dos motores 24, 26, 210, 212. Essa configuração permite que energia recuperada durante a frenagem dinâmica para passar da rede de frenagem dinâmica 36, sobre a ponte H, aos inversores, em que a mesma pode ser utilizada para acionar os sopradores 214, 216 para fornecer resfriamento. Consequentemente, em vez de o mecanismo motor 12 ter de suprir a potência para acionar as ventoinhas/sopradores (tipicamente acionadas através do alternador) para resfriar o sistema de acionamento de tração, a energia recuperada durante a frenagem dinâmica pode ser aproveitada para acionar sopradores separados para atender às exigências de resfriamento do sistema de acionamento de tração. Portanto, devido ao fato de que o mecanismo motor, não é responsável por fornecer a energia para alimentar com energia tal componentes de sistema de resfriamento, uma diminuição de consumo de combustível pode ser realizada (isto é, cancelamento de carga de resfriamento).

[030] O uso de inversores e motores para acionar sopradores separados 214, 216 também fornece vantagens adicionais a partir de uma perspectiva de controle. Em particular, o uso de sopradores separados acionados por motores permite controle mais preciso dos próprios sopradores de velocidade e, desse modo, controle mais preciso do nível de resfriamento fornecido. Isso pode induzir à eficiência aumentada quando em modo de impulsão. Isso se dá em contraste a sistemas que utilizam um acoplamento mecânico entre a ventoinha/soprador e o mecanismo motor/alternador, que associa diretamente a velocidade da ventoinha/soprador à velocidade do mecanismo motor.

[031] Em referência adicional à Figura 3, o sistema 200 também inclui um inversor/retificador trifásico 218 eletricamente acoplado à barra de tração 16 (e, desse modo, a rede de frenagem dinâmica 36) através da ponte H. O inversor/retificador trifásico 218 é, por sua vez, eletricamente acoplado ao alternador de tração 14. Conforme discutido acima em conexão com o sistema 100 da Figura 2, o inversor/retificador 218 permite que a potência recuperada da frenagem dinâmica seja retroalimentada através do alternador 14 como torque para reduzir a carga de mecanismo motor. Impulsionar a potência de volta ao alternador 14 dessa maneira alcança um tipo de cancelamento de carga de mecanismo motor, à medida que a potência recuperada pode ser utilizada para acionar o alternador 14 (em vez do mecanismo motor 12 ou adicionalmente ao mesmo) de modo a acionar a ventoinha de resfriamento 40 (onde for utilizada), a bomba hidráulica 42 ou outras cargas auxiliares. Dessa maneira, o consumo de combustível pelo mecanismo motor durante a frenagem dinâmica pode ser reduzido.

[032] Conforme ilustrado adicionalmente na Figura 3, o sistema 200 (como o sistema 100) também inclui uma ponte H de bateria lateral primária 220 e uma ponte H lateral de bateria secundária 222 que serve para conectar uma bateria 30 tanto à barra de tração 16 quanto ao inversor/retificador 218. Essa configuração facilita o carregamento da bateria 30 que utiliza energia de frenagem dinâmica quando o veículo opera em um modo de frenagem dinâmica (isto é, a energia flui da rede de frenagem dinâmica 36 à bateria 30). A mesma também permite que a potência seja transferida da bateria 30 ao alternador 14 (através do inversor/retificador 218) de modo a garantir tensão suficiente para girar o mecanismo motor 12 durante a partida. Em particular, a carga de bateria pode ser utilizada como um conversor de intensificação para levar a bateria de CC de baixa tensão até a tensão exigida para o giro do mecanismo motor através do enrolamento de baixa tensão de alternador. Em conexão com isso, o sistema 200 também inclui um pulsador 224 configurado para excitação de campo do alternador 14 durante o giro do mecanismo motor. Essa configuração, portanto, obvia a necessidade de utilizar um motor de arranque separado para dar partida no mecanismo motor 12.

[033] O sistema de acionamento 200, portanto, tem capacidade de fornecer várias vantagens. Primeiro, aplicando-se torque ao alternador 14, cargas no mecanismo motor (tal como a bomba hidráulica 42) podem ser essencialmente negadas. Em particular, em vez de o mecanismo motor 12 ter de suprir a quantidade total de potência para atender às demandas de carga auxiliar, o torque derivado da frenagem dinâmica é utilizado para ajudar a acionar o alternador 14 de modo a ajudar a atender tais demandas. O uso de sopradores 214, 216 autônomos alimentados por energia de frenagem dinâmica também retira cargas de resfriamento do mecanismo motor. Como resultado do supracitado, o consumo de combustível pelo mecanismo motor pode ser diminuído. Adicionalmente à utilização da potência gerada durante a frenagem dinâmica para fornecer um torque ao alternador e para alimentar com energia sopradores autônomos, a potência da frenagem dinâmica pode ser utilizada para carregar a bateria de caminhão 30, que pode ser então utilizada, em conjunto com o pulsador 224, para rotar e dar partida no mecanismo motor. Conforme discutido acima, isso obvia a necessidade de empregar um motor de arranque separado para dar partida no mecanismo motor 12, resultando em maior eficiência e custo e complexidade de sistema reduzidos, como um todo.

[034] A Figura 4 ilustra um sistema de acionamento 300 para um veículo de acordo com ainda outra realização da presente invenção. Assim como o sistema de acionamento 200 da Figura 3, o sistema de acionamento 300 inclui uma ponte H primária 302 e uma ponte H secundária 304 eletricamente acoplada à barra de tração 16. A ponte H secundária 304 é eletricamente acoplada a um par de inversores, tais como um terceiro inversor 306 e um quarto inversor 308. Esses inversores 306, 308 são eletricamente acoplados ao terceiro e ao quarto motores de CA 310, 312, respectivamente, associados ao primeiro e ao segundo sopradores 314, 316 e configurados para acionar os mesmos. Em uma realização, o primeiro soprador 314 é configurado para fornecer resfriamento para pelo menos um dos inversores 20, 22, 306, 308 e/ou o retificador 18, e o segundo soprador 316 é configurado para fornecer resfriamento para pelo menos um dos motores 24, 26, 310, 312, conforme discutido acima. Conforme também discutido acima, essa configuração permite que a energia recuperada durante a frenagem dinâmica passe da rede de frenagem dinâmica 36, sobre a ponte H, aos inversores, em que a mesma pode ser utilizada para acionar os sopradores 314, 316 para fornecer resfriamento. Consequentemente, em vez de o mecanismo motor 12 ter de suprir a potência para acionar as ventoinhas/sopradores (tipicamente acionadas através do alternador) para resfriar o sistema de acionamento de tração, a energia recuperada durante a frenagem dinâmica pode ser aproveitada para acionar sopradores separados para atender às exigências de resfriamento do sistema de acionamento de tração. Portanto, devido ao fato de que o mecanismo motor, não é responsável por fornecer a energia para alimentar com energia tal componentes de sistema de resfriamento, uma diminuição de consumo de combustível pode ser realizada.

[035] Conforme discutido anteriormente, o uso de inversores e motores para acionar sopradores separados 314, 316 também fornece vantagens adicionais de uma perspectiva de controle. Em particular, o uso de sopradores separados acionados por motores de CA permite controle mais preciso dos próprios sopradores de velocidade e, desse modo, controle mais preciso do nível de resfriamento fornecido. Isso pode induzir à eficiência aumentada quando em modo de impulsão. Isso se dá em contraste a sistemas que utilizam um acoplamento mecânico entre a ventoinha/soprador e o mecanismo motor/alternador, que associa diretamente a velocidade da ventoinha/soprador à velocidade do mecanismo motor.

[036] Em referência adicional à Figura 4, o sistema 300 também inclui um quinto inversor 318 eletricamente acoplado à barra de tração 16 (e, desse modo, a rede de frenagem dinâmica 36) através da ponte H e um motor de CA 320 eletricamente conectado ao inversor 318. Conforme ilustrado, o motor de CA 320 é mecanicamente acoplado ao mecanismo motor 12. Em uma realização, o acoplamento pode ser um acoplamento direto. Em outras realizações, o acoplamento pode ser um acoplamento indireto tal como, por exemplo, usar um acionamento de correia ou similares. Em uma realização, o motor 320 é um motor com 75 cavalos vapor com capacidade de produzir aproximadamente 17,6 kgf.m (128 libras por pés) de torque em aproximadamente 3.900 rpm. Em um modo de frenagem dinâmica de operação, a potência elétrica de CC da rede de frenagem dinâmica 36 é convertida em potência de CA pelo inversor 318, que é então suprida ao motor de CA 320. O motor de CA produz uma saída mecânica que é usada para ajudar a acionar e acelerar o mecanismo motor 12. Dessa maneira, o motor 320 pode ser utilizado para “cancelar” cargas de mecanismo motor auxiliares durante um modo de frenagem dinâmica de operação, tal como cargas de ventoinha de resfriamento e cargas de bomba hidráulica, diminuindo assim o consumo de combustível conforme comparado a sistemas existentes que consistem somente no mecanismo motor para fornecer potência auxiliar.

[037] Conforme será prontamente verificado, o sistema 300 é geralmente similar ao sistema 10 discutido acima em conexão com a Figura 1, no entanto, um inversor 318 e o motor de CA 320 são utilizados no lugar do motor de CC 44. O uso do motor de CA 320 em vez de um motor de CC permite o controle de velocidade e torque. Em particular, com o uso de um motor de CA, a velocidade e torque inseridos ao mecanismo motor podem ser controlados de forma mais precisa, em contraste ao sistema 10 da Figura 1, o que permite o controle mais preciso sobre a proporção de cancelamento de carga de mecanismo motor que é alcançada.

[038] Em referência finalmente à Figura 5, um sistema de acionamento 400 para um veículo de acordo com ainda outra realização da presente invenção é ilustrado. O sistema de acionamento 400 inclui uma ponte H primária 402 e uma ponte H secundária 404 eletricamente acoplada à barra de tração 16. A ponte H secundária 404 é eletricamente acoplada a um par de inversores, tais como um terceiro inversor 406 e um quarto inversor 408. Esses inversores 406, 408 são eletricamente acoplados ao terceiro e ao quarto motores 410, 412, respectivamente, associados a e configurados para acionar o primeiro e o segundo sopradores 414, 416. Em uma realização, o primeiro soprador 414 é configurado para fornecer resfriamento para pelo menos um dos inversores 20, 22, 406, 408 e/ou o retificador 18, e o segundo soprador 416 é configurado para fornecer resfriamento para pelo menos um dos motores 24, 26, 410, 412. Conforme indicado acima em conexão com os sistemas 200 e 300 das Figuras 3 e 4, essa configuração permite que a energia recuperada durante a frenagem dinâmica passe da rede de frenagem dinâmica 36, sobre a ponte H, aos inversores, em que a mesma pode ser utilizada para acionar os sopradores 414, 416 para fornecer resfriamento. Consequentemente, em vez de o mecanismo motor 12 ter de suprir a potência para acionar as ventoinhas/sopradores (tipicamente acionadas através do alternador) para resfriar o sistema de acionamento de tração, a energia recuperada durante a frenagem dinâmica pode ser aproveitada para acionar sopradores separados para atender às exigências de resfriamento do sistema de acionamento de tração. Portanto, devido ao fato de que o mecanismo motor, não é responsável por fornecer a energia para alimentar com energia tal componentes de sistema de resfriamento, uma diminuição de consumo de combustível pode ser realizada (isto é, cancelamento de carga de resfriamento).

[039] O uso de inversores e motores de CA para acionar sopradores separados 414, 416 também fornece vantagens adicionais a partir de uma perspectiva de controle. Em particular, o uso de sopradores separados acionados por motores de CA permite controle mais preciso dos próprios sopradores de velocidade e, desse modo, controle mais preciso do nível de resfriamento fornecido. Isso pode induzir à eficiência aumentada quando em modo de impulsão. Isso se dá em contraste a sistemas que utilizam um acoplamento mecânico entre a ventoinha/soprador e o mecanismo motor/alternador, que associa diretamente a velocidade da ventoinha/soprador à velocidade do mecanismo motor.

[040] Em referência adicional à Figura 5, o sistema 200 também inclui uma ponte H de bateria lateral primária 418 e uma ponte H lateral de bateria secundária 420 que serve para conectar uma bateria 30 à barra de tração 16. Essa configuração facilita o carregamento da bateria 30 que utiliza energia de frenagem dinâmica quando o veículo opera em um modo de frenagem dinâmica (isto é, a energia flui da rede de frenagem dinâmica 36 à bateria 30). Isso também permite que potência seja transferida da bateria 30 ao alternador de modo a garantir tensão suficiente para girar o mecanismo motor 12 durante a partida. Em particular, a carga de bateria se duplica conforme um conversor de intensificação para levar a bateria de CC de baixa tensão até a tensão exigida para o giro do mecanismo motor através do enrolamento de baixa tensão de alternador. Em conexão com isso, o sistema 400 também inclui um pulsador 422 intermediário à bateria 30 e ao alternador 14. O pulsador é configurado para excitação de campo do alternador 14 durante o giro do mecanismo motor. Essa configuração, portanto, obvia a necessidade de utilizar um motor de arranque separado para dar partida no mecanismo motor 12, diminuindo assim a complexidade e aumentando a eficiência do sistema de acionamento 400, como um todo. Essa configuração também obvia a necessidade para empregar um excitador estático de campo de alternador para excitação de campo do alternador 14.

[041] Conforme ilustrado adicionalmente na Figura 5, o sistema 500 também emprega um inversor (por exemplo, quinto inversor 424) e um motor de CA 426 que é configurado para ajudar a acionar e acelerar o mecanismo motor 12 de modo a diminuir o consumo de combustível do mecanismo motor durante a frenagem dinâmica. Em uma realização, o motor 426 é um motor com 75 cavalos vapor com capacidade de produzir aproximadamente 17,6 kgf.m (128 libras por pés) de torque em aproximadamente 3.900 rpm. Conforme ilustrado, o motor de CA 426 é mecanicamente acoplado ao mecanismo motor 12 através de uma embreagem 428. Em uma realização, a embreagem 428 pode incluir uma pluralidade de engrenagens ou correias que permitem que a saída de motor ao mecanismo motor seja precisamente controlada. Em uma realização, a embreagem 428 é uma engrenagem/embreagem dupla que tem um primeiro estágio que tem uma relação de engrenagem de aproximadamente 15.625:1 e um segundo estágio que tem uma relação de engrenagem de 1:1. A embreagem 428, portanto, permite uma entrada ao mecanismo motor entre 17,6 kgf.m (128 libras por pés) de torque em aproximadamente 3.125 rpm, e 276,5 kgf.m (2.000 libras) por pés de torque em aproximadamente 200 rpm.

[042] Em operação, a energia de frenagem dinâmica da barra de tração 16 é alimentada ao inversor 424, em que a mesma é convertida em potência de CA de modo a alimentar com energia o motor 426. O motor 426 converte a potência elétrica de CA em uma saída mecânica, que é fornecida ao mecanismo motor 12. Conforme discutido acima, a embreagem 28 é operável para variar seletivamente a velocidade e o torque da saída mecânica do motor 426. O motor de CA 426 pode ser, portanto, utilizado para rodar o motor 12 durante a partida, assim como para fornecer cancelamento de carga de mecanismo motor (para cargas de mecanismo motor auxiliares) durante o retardamento. De fato, essa configuração permite partida confiável múltiplas vezes por hora, de modo que o mecanismo motor possa ser desativado quando marcha lenta de modo a economizar combustível.

[043] As realizações descritas acima, portanto, fornecem vários sistemas e métodos para recuperar energia de frenagem dinâmica de modo que tal energia possa ser recuada em cargas rotacionais de mecanismo motor mecânicas (por exemplo, cargas mecânicas e perdas por giro de mecanismo motor). Em vez de dissipar essa energia através de redes de resistor, a energia pode ser utilizada para carregar a bateria de caminhão, para acionar/acelerar o mecanismo motor, e/ou para fornecer potência para cargas de mecanismo motor auxiliares (isto é, cancelamento de carga de mecanismo motor). Adicionalmente, a energia pode ser utilizada para alimentar com energia sopradores autônomos para o sistema de acionamento elétrico, removendo assim tais cargas do mecanismo motor. As várias realizações descritas no presente documento podem, portanto, fornecer para um sistema de acionamento simplificado, tal como onde a necessidade de separar motores de arranque pode ser obviada, assim como para uma redução significativa de consumo de combustível ao operar no modo de frenagem dinâmica.

[044] Embora não sejam ilustrados, os sistemas de acionamento em cada uma das realizações descritas acima incluem um controlador configurado para controlar o sistema de motor de tração e os vários componentes do mesmo, e a eletricidade suprida ao sistema de motor de tração e a partir do mesmo, conforme é conhecido no estado da técnica.

[045] Em uma realização, um sistema de acionamento para um veículo é fornecido. O sistema de acionamento inclui um mecanismo motor, um alternador acoplado ao mecanismo motor, sendo que o alternador é configurado para alimentar com energia pelo menos uma carga auxiliar, um sistema de motor de tração acoplado de modo operativo às rodas de acionamento do veículo, sendo que o sistema de motor de tração é configurado para receber potência elétrica primária do alternador e para impelir o veículo em resposta à potência elétrica primária, e um motor eletricamente conectado ao sistema de motor de tração e mecanicamente acoplado ao mecanismo motor. O mecanismo motor é configurado para receber potência elétrica do sistema de motor de tração em um modo de frenagem dinâmica de operação do sistema de motor de tração e para comunicar potência ao mecanismo motor durante o modo de frenagem dinâmica. Em uma realização, a pelo menos uma carga auxiliar inclui pelo menos um dentre uma bomba hidráulica e uma ventoinha de controle e resfriamento de motor. Em uma realização, o motor é um motor de CC. Em uma realização, o motor é mecanicamente acoplado ao mecanismo motor através de um acoplamento de torque variável. O acoplamento de torque variável pode incluir pelo menos um dentre uma correia, uma corrente, uma engrenagem e um acoplamento hidráulico. Em uma realização, o motor é mecanicamente acoplado ao mecanismo motor através de um acoplamento mecânico direto. Em outra realização, o motor é um motor de CA. O sistema pode incluir adicionalmente um inversor intermediário ao sistema de motor de tração para converter potência elétrica de CC do sistema de motor de tração em potência elétrica de CA para uso pelo motor de CA. Em uma realização, o sistema inclui um conjunto de embreagem conectado ao motor de CA e ao mecanismo motor, sendo que o conjunto de embreagem é configurado para alterar seletivamente a magnitude de torque fornecida ao mecanismo motor. Em uma realização, o sistema inclui um motor de soprador eletricamente acoplado ao sistema de acionamento de tração, e um soprador mecanicamente acoplado ao motor de soprador. O motor de soprador pode ser configurado para receber potência elétrica do sistema de motor de tração no modo de frenagem dinâmica de operação do sistema de motor de tração e para acionar o soprador para fornecer resfriamento para o sistema de motor de tração. Em uma realização, o motor de soprador é um par de motores de soprador e o soprador é um par de sopradores. Em uma realização, o motor de soprador é eletricamente acoplado ao sistema de motor de tração sobre uma ponte H. Em uma realização, o sistema pode incluir uma bateria eletricamente conectada ao sistema de motor de tração e ao alternador. A bateria pode ser configurada para receber potência elétrica do sistema de motor de tração no modo de frenagem dinâmica de operação do sistema de motor de tração para recarregar a bateria e para suprir potência elétrica armazenada ao alternador para rodar o motor. Em uma realização, o sistema inclui um pulsador intermediário à bateria e ao alternador, sendo que o pulsador é configurado para excitação de campo do alternador durante o giro do mecanismo motor. Em uma realização, o veículo é um veículo fora de estrada.

[046] Em outra realização, um sistema de acionamento para um veículo é fornecido. Trata-se de um sistema de acionamento que inclui um mecanismo motor, um alternador acoplado ao mecanismo motor, sendo que o alternador é configurado para alimentar com energia pelo menos uma carga auxiliar, um sistema de motor de tração acoplado de modo operativo às rodas de acionamento do veículo, sendo que o sistema de motor de tração é configurado para receber potência elétrica primária do alternador e para impelir o veículo em resposta à potência elétrica primária, e um inversor/retificador trifásico eletricamente conectado ao sistema de motor de tração e ao alternador. O inversor/retificador é configurado para receber potência elétrica do sistema de motor de tração em um modo de frenagem dinâmica de operação do sistema de motor de tração e para alimentar a potência elétrica ao alternador como torque para reduzir a carga de mecanismo motor. Em uma realização, o sistema de acionamento também pode incluir uma bateria eletricamente conectada ao sistema de motor de tração e ao alternador. A bateria é configurada para receber potência elétrica do sistema de motor de tração no modo de frenagem dinâmica de operação do sistema de motor de tração para recarregar a bateria e para suprir potência elétrica armazenada ao alternador para rodar o motor. Em uma realização, o sistema também inclui um pulsador intermediário à bateria e ao alternador, sendo que o pulsador é configurado para excitação de campo do alternador durante o giro do mecanismo motor. Em uma realização, o sistema pode incluir um motor de soprador eletricamente acoplado ao sistema de acionamento de tração e um soprador mecanicamente acoplado ao motor de soprador. O motor de soprador é configurado para receber potência elétrica do sistema de motor de tração no modo de frenagem dinâmica de operação do sistema de motor de tração e para acionar o soprador para fornecer resfriamento para o sistema de motor de tração. Em uma realização, o motor de soprador é um par de motores de soprador e o soprador é um par de sopradores. Em uma realização, o motor de soprador é eletricamente acoplado ao sistema de motor de tração sobre uma ponte H.

[047] Em ainda outra realização, um método é fornecido. O método inclui as etapas de fornecer um motor, gerar potência elétrica primária em um alternador conectado ao mecanismo motor, que opera um motor de tração acoplado em relação de acionamento a uma roda de um veículo para impelir o veículo durante um modo de impulsão de operação e para gerar eletricidade durante um modo de frenagem dinâmica de operação, em que, no modo de impulsão de operação, a potência elétrica primária é transmitida ao motor de tração para alimentar com energia o motor, e utilizar a eletricidade gerada durante o modo de frenagem dinâmica de operação para deslocar uma carga de mecanismo motor auxiliar para diminuir o consumo de combustível do veículo. Em uma realização, o método também pode incluir a etapa de utilizar a eletricidade gerada durante o modo de frenagem dinâmica de operação para alimentar com energia um mecanismo motor mecanicamente acoplado ao mecanismo motor, em que o mecanismo motor é configurado para comunicar potência ao mecanismo motor. Em uma realização, o motor é um motor de CC, e o mecanismo motor é mecanicamente acoplado ao mecanismo motor através de um acoplamento de torque variável. Em uma realização, o motor é um motor de CA, e o método inclui adicionalmente a etapa de converter a eletricidade gerada durante o modo de frenagem dinâmica de operação em potência elétrica de CA para uso pelo motor de CA. Em uma realização, o método também inclui a etapa de operar um conjunto de embreagem conectado ao motor de CA e o mecanismo motor para alterar a magnitude de torque fornecida ao mecanismo motor. Em uma realização, o método também inclui utilizar a eletricidade gerada durante o modo de frenagem dinâmica de operação para alimentar com energia um motor de soprador conectado a um soprador, sendo que o soprador é configurado para fornecer resfriamento para o motor de tração. Em uma realização, o método também inclui utilizar a eletricidade gerada durante o modo de frenagem dinâmica de operação para recarregar uma bateria do veículo. Em uma realização, a bateria é eletricamente conectada ao alternador, e o método inclui adicionalmente a etapa de suprir potência elétrica armazenada da bateria ao alternador para rodar o motor durante a partida. Em uma realização, o método também pode incluir a etapa de, em um inversor/retificador, receber a eletricidade gerada durante o modo de frenagem dinâmica de operação, e suprir a eletricidade ao alternador para produzir um torque no alternador. Em uma realização, a carga de mecanismo motor auxiliar inclui pelo menos um dentre uma bomba hidráulica ou uma ventoinha de controle e resfriamento de motor.

[048] Deve-se entender que a descrição supracitada se destina a ser ilustrativa, e não restritiva. Por exemplo, as realizações (e/ou aspectos das mesmas) descritas acima podem ser utilizadas em combinação entre si. Além disso, diversas modificações podem ser realizadas para adaptar uma situação ou material específicos aos ensinamentos da invenção sem que se afaste do seu escopo. Embora as dimensões e tipos de materiais descritos no presente documento sejam destinados um definir os parâmetros da invenção, os mesmos não são limitantes de modo algum. Muitas outras realizações serão evidentes a técnicos no assunto mediante revisão da descrição supracitada. O escopo da invenção deveria, portanto, ser determinado em referência às reivindicações anexas, em conjunto com o escopo completo de equivalentes para o qual tais reivindicações são designadas. Nas reivindicações anexas, os termos “incluir” e “no(a)(s) qual(is)” são usados como equivalentes do inglês simples dos termos respectivos “compreender” e “em que”. Ademais, nas reivindicações a seguir, termos tais como “primeiro”, “segundo”, “terceiro”, “superior”, “inferior”, “de fundo”, “de topo”, etc. são usadas meramente como identificadores, e não são destinadas a impor exigências numéricas ou posicionais em seus objetos. Além disso, as limitações das reivindicações a seguir não são escritas no formato de significado mais função e não são destinadas a ser interpretadas com base em 35 U.S.C. § 122, sexto parágrafo, a menos e até que tais limitações de reivindicação usem expressamente a frase “meio para” seguido por uma declaração de função vazia de estrutura adicional.

[049] Esta descrição escrita utiliza os exemplos para revelar várias realizações da invenção, inclusive o melhor modo, e também permite que um técnico no assunto pratique as realizações da invenção, incluindo produzir e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e executar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorrem a um técnico no assunto. Tais outros exemplos são destinados a estarem dentro do escopo das reivindicações se os mesmos tiverem elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações ou se os mesmos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais da linguagem literal das reivindicações.

[050] Conforme usado no presente documento, um elemento ou etapa referidos no singular e procedido da palavra "um" ou "uma" deve ser entendido não como uma exclusão dos ditos elementos no plural ou etapas, a menos que tal exclusão seja declarada explicitamente. Ademais, referências a “uma (1) realização” da presente invenção não são destinadas a serem interpretadas como excludentes da existência das realizações adicionais que também incorpora os recursos citados. Ademais, a menos que explicitamente declarado o contrário, as realizações “compreender”, “incluir” ou “ter” um elemento ou uma pluralidade de elementos que têm uma propriedade particular podem incluir tais elementos adicionais que não têm essa propriedade.

[051] Visto que determinadas mudanças podem ser feitas no sistema e método supracitados, sem se afastar do escopo da invenção no presente documento envolvida, é destinado que toda a matéria da descrição acima ou mostrada nos desenhos anexos deve ser interpretada meramente como exemplos que ilustram o conceito inventivo no presente documento e não devem ser interpretado como limitadora da invenção.

Claims

1. SISTEMA DE ACIONAMENTO PARA UM VEÍCULO (10, 100, 200, 300, 400), caracterizado por compreender: um mecanismo motor (12); um alternador (14) acoplado ao mecanismo motor (12), sendo que o alternador (14) é configurado para alimentar com energia pelo menos uma carga auxiliar; um sistema de motor de tração (24, 26) acoplado de modo operativo a rodas de acionamento do veículo, sendo que o sistema de motor de tração (24, 26) é configurado para receber potência elétrica primária do alternador (14) e para impelir o veículo em resposta à potência elétrica primária; e um motor (44, 320, 426) eletricamente conectado ao sistema de motor de tração (24, 26) e mecanicamente acoplado ao mecanismo motor (12) através de um acoplamento de tipo de torque variável, sendo que o motor (44, 320, 426) é configurado para receber potência elétrica do sistema de motor de tração (24, 26) em um modo de frenagem dinâmica de operação do sistema de motor de tração (24, 26) e para comunicar potência ao mecanismo motor (12) durante o modo de frenagem dinâmica.

2. SISTEMA DE ACIONAMENTO (10, 100, 200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos uma carga auxiliar incluir pelo menos um de uma bomba hidráulica (42) ou uma ventoinha de controle e resfriamento de resfriamento do motor (40).

3. SISTEMA DE ACIONAMENTO (10, 100, 200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo motor (44, 320, 426) ser um motor de CC (44).

4. SISTEMA DE ACIONAMENTO (10, 100, 200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo motor (44) ser mecanicamente acoplado ao mecanismo motor (12) através de um acoplamento mecânico direto

5. SISTEMA DE ACIONAMENTO (10, 100, 200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo acoplamento de torque variável incluir pelo menos um dentre uma correia, uma corrente, uma engrenagem ou um acoplamento hidráulico.

6. SISTEMA DE ACIONAMENTO (10, 100, 200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo motor (44, 320, 426) ser um motor de CA (320, 426); e pelo sistema (10, 100, 200, 300, 400) incluir adicionalmente um inversor intermediário ao sistema de motor de tração (24, 26) para converter potência elétrica de CC do sistema de motor de tração (24, 26) em potência elétrica de CA para uso pelo motor de CA (320, 426).

7. SISTEMA DE ACIONAMENTO (10, 100, 200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender, adicionalmente: um conjunto de embreagem (428) conectado ao motor de CA (426) e ao mecanismo motor (12), sendo que o conjunto de embreagem (428) é configurado para alterar seletivamente a magnitude de torque fornecida ao mecanismo motor (12).

8. SISTEMA DE ACIONAMENTO (10, 100, 200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender, adicionalmente: pelo menos um motor de soprador eletricamente acoplado ao sistema de acionamento de tração (24, 26); e pelo menos um soprador (214, 216, 314, 316, 414, 416) mecanicamente acoplado ao motor de soprador; em que o motor de soprador é configurado para receber potência elétrica do sistema de motor de tração (24, 26) no modo de frenagem dinâmica de operação do sistema de motor de tração (24, 26) e para acionar o soprador (214, 216, 314, 316, 414, 416) para fornecer resfriamento para o sistema de motor de tração.

9. SISTEMA DE ACIONAMENTO (10, 100, 200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por: o pelo menos um motor de soprador ser um par de motores de soprador; e o pelo menos um soprador (214, 216, 314, 316, 414, 416) ser um par de sopradores (214, 216; 314, 316; 414, 416).

10. SISTEMA DE ACIONAMENTO (10, 100, 200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo motor de soprador ser eletricamente acoplado ao sistema de motor de tração (24, 26) sobre uma ponte H (202, 204, 402, 404).

11. SISTEMA DE ACIONAMENTO (10, 100, 200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender, adicionalmente: uma bateria (30) eletricamente conectada ao sistema de motor de tração (24, 26) e ao alternador (14); em que a bateria (30) é configurada para receber potência elétrica do sistema de motor de tração (24, 26) no modo de frenagem dinâmica de operação do sistema de motor de tração (24, 26) para recarregar a bateria (30) e para suprir potência elétrica armazenada ao alternador (14) para rodar o motor (320, 426).

12. SISTEMA DE ACIONAMENTO (10, 100, 200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender adicionalmente um pulsador intermediário à bateria (30) e ao alternador (14), sendo que o pulsador é configurado para excitação de campo do alternador (14) durante o giro do mecanismo motor (12).

13. SISTEMA DE ACIONAMENTO (10, 100, 200, 300, 400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo veículo ser um veículo fora de estrada.