CN105980712B - 蓄能器架 - Google Patents

蓄能器架 Download PDF

Info

Publication number
CN105980712B
CN105980712B CN201580006900.XA CN201580006900A CN105980712B CN 105980712 B CN105980712 B CN 105980712B CN 201580006900 A CN201580006900 A CN 201580006900A CN 105980712 B CN105980712 B CN 105980712B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
gas
advance
volume
charges
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201580006900.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105980712A (zh
Inventor
L·瑟劳
G·奥内拉
E·科索利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dana Italia SRL
Original Assignee
Dana Italia SRL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dana Italia SRL filed Critical Dana Italia SRL
Publication of CN105980712A publication Critical patent/CN105980712A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105980712B publication Critical patent/CN105980712B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/027—Installations or systems with accumulators having accumulator charging devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/12—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable fluidic accumulator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/024—Installations or systems with accumulators used as a supplementary power source, e.g. to store energy in idle periods to balance pump load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/027—Installations or systems with accumulators having accumulator charging devices
    • F15B1/033—Installations or systems with accumulators having accumulator charging devices with electrical control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/04—Accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/04—Accumulators
    • F15B1/08—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/4078—Fluid exchange between hydrostatic circuits and external sources or consumers
    • F16H61/4096—Fluid exchange between hydrostatic circuits and external sources or consumers with pressure accumulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/10—Energy storage devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00—Accumulators
    • F15B2201/20—Accumulator cushioning means
    • F15B2201/205—Accumulator cushioning means using gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00—Accumulators
    • F15B2201/40—Constructional details of accumulators not otherwise provided for
    • F15B2201/405—Housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00—Accumulators
    • F15B2201/40—Constructional details of accumulators not otherwise provided for
    • F15B2201/415—Gas ports
    • F15B2201/4155—Gas ports having valve means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00—Accumulators
    • F15B2201/50—Monitoring, detection and testing means for accumulators
    • F15B2201/51—Pressure detection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及对液压气动能量存储系统进行充载的方法，该系统包括第一液压气动蓄能器和第二液压气动蓄能器，该方法包括：将容纳在该第一容积中的气体预加压至第一静压预充载压力，且将容纳在该第二容积中的气体预加压至高于该第一预充载压力的第二静压预充载压力；通过将不可压缩液压流体排放到该第一容器中来使得第一容积中的气体加压，同时保持容纳在该第二容器中的不可压缩液压流体的量恒定；以及当该第一容积中的气体的压力达到第二预充载压力时，通过将不可压缩液压流体排放到第二容器中来对第二容积中的气体进行加压。本发明涉及对液压气动能量存储系统进行卸载的方法以及用于执行所提出的充载和卸载方法的液压气动能量存储系统。

Description

蓄能器架
技术领域
本发明主要涉及一种液压气动能量存储系统并且涉及一种对该存储系统进行充载和卸载的方法。液压气动能量存储系统通常例如应用在农业、采矿或建筑中使用的作业机器中。
本申请要求在2014年2月4日提交的美国临时专利申请号为61/935,665的优先权，该申请的全文以参见的方式纳入本文。
背景技术
液压气动能量存储系统通常包括至少一个液压气动蓄能器，该蓄能器包括封围存储空间的刚性中空容器。通常，该存储空间分成闭合可压缩容积和可变空间，该闭合可压缩容积填充有一定量的诸如氮气之类的工艺气体，而该可变空间用于接纳诸如油之类的不可压缩液压流体。典型地，可变空间通过一个或多个阀与容器的外部流体连通。
可通过将一定量的不可压缩液压流体排放到容器内部的可变空间中将能量存储在系统中，以将容纳在容器内部的闭合容积中的工艺气体进行压缩和加压。然后，通过将阀闭合可将气体保持在加压状态下。当需要的时候，可通过将阀打开并且通过使得气体膨胀来释放存储在加压气体中的静压能量，膨胀的气体由此使得存储在容器内的不可压缩液压流体从容器中排出，由此产生流体流。然后，由膨胀的气体产生的液压流体流可例如驱动诸如液压马达或液压活塞之类的液压装置。
已知可存储在液压气动能量存储系统中的能量大小可通过增大系统尺寸和/或通过增大工艺气体的预充载压力而增大。然而，用于容纳存储系统的蓄能器的空间通常受限。此外，工艺气体的预充载压力通常不得不或多或少与该存储系统意图所连接到的液压回路的操作压力相匹配。
发明内容
因此，本发明的目的是设计一种液压气动能量存储系统，该液压气动能量存储系统具有增大的能量密度并且能与该液压气动能量存储系统意图连接于的液压回路的操作条件相兼容。本发明的另一目的是提供对上述系统进行充载和卸载的方法。
该问题通过根据独立权利要求的用于对液压气动能量存储系统进行充载和卸载的方法并且通过在从属的系统权利要求中规定的构造成执行这些方法的液压气动能量存储系统来解决。
因此，提出一种对液压气动能量存储系统进行充载的方法。该系统包括第一液压气动蓄能器，该第一液压气动蓄能器包括第一刚性中空容器。由第一容器封围的存储空间包括第一可压缩容积，该第一可压缩容积填充有第一气体量，且由该第一容器封围的存储空间包括第一可变空间，该第一可变空间用于接纳不可压缩的液压流体。该系统进一步包括第二液压气动蓄能器，该第二液压气动蓄能器包括第二刚性中空容器。由第二容器封围的存储空间包括第二可压缩容积，该第二可压缩容积填充有第二气体量，且由该第二容器封围的存储空间包括第二可变空间，该第二可变空间用于接纳不可压缩的液压流体。
用于对该系统进行充载的方法包括以下步骤：
将容纳在第一容积中的气体预加压至第一静压预充载压力p01，并且将容纳在第二容积中的气体预加压至第二静压预充载压力p02，该第二预充载压力高于第一预充载压力：p02>p01；
通过将不可压缩液压流体排放到第一容器中来使得第一容积中的气体加压，同时保持容纳在第二容器中的不可压缩液压流体的量(可为零)恒定，以将容纳在第二容积中的气体的压力保持在第二预充载压力p02下；以及
当第一容积中的气体的压力达到第二预充载压力p02时，通过将不可压缩液压流体排放到第二容器中来对第二容积中的气体进行加压。
下文可说明根据本发明的方法优于对液压气动能量存储系统进行充载的传统方法的优点。假设传统的系统和根据本发明系统均具有相同的总预充载容积V0。
根据传统的方法，将整个预充载容积V0(可能分布在不同的蓄能器之上)预加压至相同的预充载压力p01。根据传统的方法，对系统进行充压包括使得整个系统的压力均匀地升高。也就是说，根据传统的方法，压力在任何给定时刻在整个系统上都是均匀的。
相反，根据本发明的方法，将总预充载容积V0的一部分预加压至与传统系统相同的预充载压力p01(第一蓄能器中的第一可压缩容积)，同时将另一部分(第二蓄能器中的第二可压缩容积)预加压至预充载压力p02，其中p02>p01。此外，将总预充载容积V0进行划分并且至少对第一容积进行单独地充载，以使得与在传统系统中相比，根据本发明，不可压缩液压流体中排放到系统中的任何容积产生更大的压力升高并将更大的能量储存在系统中。
此外，在许多类型的液压气动蓄能器中，最大可获得的压缩比受到限制。例如，在囊袋式蓄能器中，工艺气体在囊袋内部的压力不应升高至约4·p0以上，其中p0是预充载压力。因此，本文提出的划分(compartmentalization，隔室化)可扩展该系统的可达到压力范围。例如，假定第一蓄能器和第二蓄能器均是囊袋型蓄能器，则可将第二预充载压力p02设定为气体在第一蓄能器中的最大压力、也就是p02＝4·p0。然后，可将第二蓄能器中的气体加压至高达4·p02＝4·4·p01＝16·p01的最大压力。
第一预充载压力p01可以是与液压系统或液压回路的操作压力兼容的压力，蓄能器能连接于该液压系统或液压回路。此外，不可压缩的液压流体通常通过相同的馈送管排放到两个蓄能器中。因此，仅仅当或仅仅一旦第一蓄能器中的工艺气体的压力已达到第二预充载压力p02才启始将不可压缩的液压流体排放到第二蓄能器中的过程，这可确保从对第一蓄能器进行充载的过程平滑地过渡至对第二蓄能器进行充载的过程。
所提出的充载方法可进一步包括以下步骤：
当第一容积中气体的压力达到等于或高于第二预充载压力的第一最大压力时，将容纳在第一容器中的不可压缩液压流体的量保持恒定，以将第一容积中气体的压力保持在第一最大压力下。例如，第一最大压力可以是第一蓄能器的压力极限，第一容积中的气体无法加压至该压力极限之上，除非对该第一蓄能器造成潜在的损坏。
将容纳在第一容积中的气体预加压至第一预充载压力可包括调节第一气体量，而将容纳在第二容积中的气体预加压至第二静压预充载压力可包括调节第二气体量。例如，第一容积和第二容积可通过对应的阀与压缩机流体连通。与通过分别将不可压缩的液压流体排放到第一容器和第二容器中来对容纳在第一容积和第二容积中的气体进行预加压不同，通过调节第一容积和第二容积中的气体量来对容纳在蓄能器中的气体进行预加压不会引发减小预充载容积的代价。
可通过液压排送单元将不可压缩的液压流体排放到第一容器和第二容器中，该液压排送单元由发动机或者由机动车辆的车辆输出来驱动。例如，所提出的系统可与车辆、通常是非高速车辆的串联型液压混合动力传动装置的静压回路流体连通。
此外，提出一种对上述液压气动能量存储系统进行卸载的方法。对于本领域技术人员显而易见的是，所提出的卸载方法将上述充载方法反过来。
该方法的起始点是该系统的如下状态：在该状态中，第一容器至少部分地填充有不可压缩的液压流体，并且将第一容积中的气体加压至第一最大压力。第一最大压力不一定是第一蓄能器的压力上限(虽然可以是该压力上限)。该术语仅仅意图表征第一容积中的气体压力从该第一最大压力开始下降。
类似地，所提出的卸载方法的起始点包括将第二容器至少部分地填充有不可压缩的液压流体，并且将第二容积中的气体加压至第二最大压力，该第二最大压力等于或更典型地高于该第一最大压力。再者，第二最大压力不一定是第二蓄能器的压力上限(虽然可以是该压力上限)。该术语仅仅意图表征第二容积中的气体压力从该第二最大压力开始下降。
用于对该系统进行卸载的方法包括以下步骤：
使得容纳在第二容积中的气体膨胀，以使得容纳在第二容器中的不可压缩液压流体至少部分地移出该第二容器，同时将容纳在第一容器中的不可压缩液压流体的量保持恒定，以将第一容积中的气体的压力保持在第一最大压力下；
当容纳在第二容积中气体的压力已下降至第一最大压力时，使得容纳在第一容积中的气体膨胀，以将容纳在第一容器中的不可压缩液压流体至少部分地移出第一容器；
当容纳在第二容积中气体的压力已下降至等于或小于第一最大压力的第二预充载压力时，中止容纳在第二容积中气体的膨胀，以将容纳在第二容积中气体的压力保持在第二预充载压力下；以及
当容纳在第一容积中气体的压力已下降至小于第二预充载压力的第一预充载压力时，中止容纳在第一容积中气体的膨胀，以将容纳在第一容积中气体的压力保持在第一预充载压力下。
从第一容器并且从第二容器移出的不可压缩液压流体可馈送到同一馈送管中并且分流到液压排送单元以驱动该排送单元，该液压排送单元与发动机或者与机动车辆的车辆输出驱动地接合。车辆输出可例如包括齿轮箱、驱动轴、车桥、最终驱动件、车桥和一个或多个车轮的至少一个。
同时参照所提出的充载方法和所提出的卸载方法，可保持以下关系式：(p最大,1-p02)/(p02-p01)≤0.2，较佳地是(p最大,1-p02)/(p02-p01)≤0.1，更佳地是(p最大,1-p02)/(p02-p01)≤0.05，其中，p01是第一预充载压力，p02是第二预充载压力，而p最大,1是第一最大压力。换言之，正当第一容积中的压力达到第二预充载压力时或者仅仅刚好在该第一容积中的压力达到第二预充载压力之后，对容纳在第一容积中压力进行加压的过程通常停止。
此外，同时参照所提出的充载方法和所提出的卸载方法，第一预充载压力可处于至少10巴、较佳地至少30巴、更佳地至少50巴。所引用的数值例如是串联型液压混合动力传动装置的静压回路的主管线的典型操作压力值。
进一步同时参照所提出的充载方法和所提出的卸载方法，对于第一预充载压力p01和第二预充载压力p02可保持以下关系式：p02≥2·p01，较佳地p02≥3·p01，更佳地p02≥3.5·p01。换言之，第二预充载压力较佳地接近第一容积中气体的最大可行/可容许压力，以尽可能扩展该系统的压力范围。例如，第二预充载压力p02可以是第一容积中气体的最大可行/可容许压力的至少90％或至少95％。
此外，提出一种液压气动能量存储系统。该系统包括：
第一液压气动蓄能器，该第一液压气动蓄能器包括第一中空容器和第一可压缩容积，该第一可压缩容积设置在第一容器内并且容纳第一气体量；
第二液压气动蓄能器，该第二液压气动蓄能器包括第二中空容器和第二可压缩容积，该第二可压缩容积设置在第二容器内并且容纳第二气体量；
馈送管；
至少一个控制阀，该至少一个控制阀将蓄能器选择性地流体连接于馈送管；
至少一个压力传感器，该至少一个压力传感器用于测量馈送管和/或蓄能器中的静压压力；以及
控制单元，该控制单元用于控制至少一个控制阀，且该控制单元具有充载模式和卸载模式。
当控制单元处于充载模式中时，该控制单元构成将蓄能器选择性地流体连接于馈送管以及将蓄能器从馈送管选择性地流体地断开，以执行上述充载方法的各步骤。相反，当控制单元处于卸载模式中时，该控制单元构成将蓄能器选择性地流体连接于馈送管以及将蓄能器从馈送管选择性地流体地断开，以执行上述卸载方法的各步骤。
该系统可包括压缩机单元，该压缩机单元与第一容积并且与第二容积流体连通，该压缩机构造成通过调节第一气体量将容纳在第一容积中的气体预加压至第一预充载压力，并且该压缩机构造成通过调节第二气体量将容纳在第二容积中的气体预加压至第二预充载压力。
第一容积和/或第二容积可例如由闭合囊袋、弹性隔膜和浮动活塞中的一种形成。
附图说明
前文提出的系统的较佳实施例在以下详细描述中描述并且在附图中示出，附图中：
图1示出包括与共同的馈送管流体连通的两个液压蓄能器的液压气动能量存储系统；
图2a-c示出根据现有技术的对两个液压蓄能器进行充载/卸载的过程的不同阶段；
图3a-c示出对图1的两个液压蓄能器进行充载/卸载的过程的不同阶段；
图4示出容纳在图2和3的蓄能器中的工艺气体的压力-容积曲线图；
图5示出容纳在图2和3的蓄能器中的工艺气体的能量-压力曲线图；
图6示出容纳在图2和3的蓄能器中的工艺气体的能量-容积曲线图；
图7示出多变转换的压力-容积曲线图；以及
图8示出了呈现绝热转换的预充载压力的效应。
具体实施方式
应理解的是，附图中所示及以下说明书中所述的具体设备和过程是本文所限定的发明概念的简单示例性实施例。因此，除非另外明确指出，否则关于所公开的实施例的具体尺寸、方向或其它物理特征不理解应为限制性。
在液压混合动力车辆中，液压蓄能器的优选容积和预充载压力取决于车辆和工作循环特征。通常，蓄能器尺寸在设计阶段确定，并且将预充载限定为调整参数，该调整参数可在车辆安装阶段(而非在操作期间)改变。这些参数是折衷的结果并且在某些情形中可能远远不够优化。
这里描述的本发明将蓄能器架用作能量存储件，该蓄能器架允许动态地改变总容积和/或预充载水平，由此增大对于混合动力传动系统控制的自由度并且通过将蓄能器参数与当前的操作条件相匹配来改进总体性能。
混合动力车辆通常包括与内燃机配对的可逆能量存储系统(RESS)。该RESS允许以下典型的混合动力车辆特征：
在制动期间的动能回馈
发动机动力缓冲以及传动系统操作点的优化管理
液压可充载的能量存储装置(HRESS)通常由囊袋型或活塞型的一个或多个蓄能器构成，这些蓄能器通过压缩固定的空气质量来存储能力，由此升高该蓄能器的压力。压力升高与蓄能器中气体的热力学转换直接相关，该热力学转换可建模成图7中示出的多变转换，在此将转换类型的效果加亮。在大多数情形中，实际转换相当接近绝热的。图8示出了呈现绝热转换的预充载压力的效应。每个曲线的第一部分比剩余部分平坦并且与蓄能器的初始填充相对应。
液压混合动力系统的其中一个最具挑战的特征是由于压力与容积曲线的陡峭变化而在蓄能器卸载期间快速的压力下降。这使得蓄能器仅仅在其一部分操作范围(此时压力足够高)中可用，或者如果将预充载设定为较高数值，则由于流量或排量分隔而引入损失，从而降低总体系统效率。针对这些原因，理想的液压蓄能器会将其压力维持几乎恒定，从而对于整个容积范围维持在几乎合适的压力下。理想的是，应根据应用和操作条件来设定压力水平。另一方面，假定交换一定量的油，则在压力与容积曲线的陡峭范围中工作会增大蓄能器能量密度。
在大多数混合动力应用中，将总的能量存储量分到若干蓄能器中，以解决封装和成本问题。在标准构造中，蓄能器都同时预充载压力(至少名义上地)，并且流量在他们之间均等地共享。
所提出的本发明包括若干蓄能器的布置，该布置的目的在于使得HRESS能量密度最大化。在图1中示出了这种方案。
在典型的操作中，每个蓄能器均能以不同的水平预充载并且能使用液压控制件或电子控制件单独地连接于主压力管线，对这些蓄能器进行充载以增大预充载：当在第一蓄能器上达到压力阈值时，对应的阀闭合并且连接第二蓄能器，由此由于不同的预充载压力而改变压力与容积特征。然后，当在第二蓄能器中达到压力阈值时，利用第三蓄能器来重复该过程，以此类推。即使将所有的蓄能器都预充载为同一水平，各单独的连接都允许动态地重设总容积的大小。
利用压力操作阀的合适组合能将连接/断开逻辑实施为纯粹的液压控制，或者能使用电气控制阀来实施该连接/断开逻辑以实现更大的灵活度。在第一种情形中，作为等同于标准蓄能器(仅仅具有不同的操作特征)的被动部件，将所得到的HRESS集成到总系统中，这样的优点在于增大能量密度，例如图4中所示。在第二种情形中，由于引入附加的自由度，主动的HRESS管理形成混合动力传动系能量管理策略的一体部分。
图1示出根据本发明的液压气动能量存储系统1。该系统1包括第一液压气动蓄能器2a和第二液压气动蓄能器2b，该第一液压气动蓄能器2a和第二液压气动蓄能器2b分别通过蓄能器阀4a、4b与共同的馈送管3流体连通。在最简单的情形中，蓄能器阀4a、4b分别构造成2/2通(二位二通)截止阀。
第一蓄能器2a包括第一刚性容器5a，该第一刚性容积封围第一存储空间6a。该第一容器5a构造成例如承受高达至少400巴的最大压力的静压压力。第一存储空间6a包括第一可压缩容积7a和第一可变空间8a。第一可压缩容积7a由闭合弹性囊袋形成，该闭合弹性囊袋填充由第一工艺气体(例如，氮气)量。容纳在第一可压缩容积7a中的工艺气体的容积可膨胀至高达V01＝10L的第一预充载容积。第一蓄能器2a进一步包括第一压力传感器9a，该第一压力传感器构造成确定第一可变容积8a中不可压缩液压流体的液压压力，该液压压力表征容纳在第一容积7a中的气体的压力。
当馈送管3中不可压缩液压流体的静压压力高于容纳在第一可压缩容积7a中工艺气体的静压压力时，可通过打开截止阀4a将该可不压缩液压流体排放到第一可变空间8a中，由此对容纳在第一可压缩空间7a中的工艺气体进行加压。类似地，当容纳在第一可压缩容积7a中的工艺气体的静压压力高于馈送管3中不可压缩液压流体的静压压力时，通过打开阀4a并由此使得容纳在该第一可压缩容积7a中的工艺气体膨胀，可将容纳在第一可变空间8a中的不可压缩液压流体至少部分地移出该第一可变空间8a并移入到馈送管3中，从而产生流体流。通过将阀4a闭合，可使得第一可变空间8a从馈送管3流体地断开。
在此，第二蓄能器2b与第一蓄能器2a相同。第二蓄能器2b包括第二刚性容器5b，该第二刚性容器封围第二存储空间6b。第二存储空间6b包括第二可压缩容积7b和第二可变空间8b，该第二可压缩容积由填充有第二工艺气体量的闭合弹性囊袋形成。容纳在第二可压缩容积7b中的工艺气体的容积可膨胀至高达V02＝10L的第二预充载容积。类似于第一蓄能器4a，该第二蓄能器2b包括第二压力传感器9b，该第二压力传感器构造成确定第二可变容积8b中不可压缩液压流体的液压压力，该液压压力表征容纳在第二容积7b中的气体的压力。
可通过打开和闭合阀4b来对容纳在第二可压缩容积7b中的气体进行加压和泄压，由此以与上文参照第一蓄能器2a所解释方式相同的方式、将不可压缩液压流体从馈送管3排放到第二可变空间8b中或者将容纳在该第二可变空间8b中的不可压缩液压流体移出第二可变空间8b并移入到馈送管3中。
馈送管3可与液压回路流体连通，该液压回路包括至少一个诸如静压泵和/或静压马达之类的液压排送单元。该液压排送单元可与机动车辆的发动机或者与机动车辆的输出驱动地接合或者选择性驱动接合。例如，馈送管可在液压气动能量存储系统1和静压传动装置的静压回路的主流体管线之间提供流体连通，该静压传动装置在机动车辆的发动机和车辆输出之间。
该系统1进一步包括压缩机10，该压缩机分别通过压缩机阀11a、11b与第一可压缩容积7a并且与第二可压缩容积7b流体连通。在此，阀11a、11b构造成2/2通(二位二通)截止阀。通过压缩机10和压缩机阀11a、11b，容纳在第一可压缩容积7a中的工艺气体的第一量和容纳在第二可压缩容积7b中的工艺气体30的第二量可增大或减小。具体地说，压缩机10可用于调节第一容积7a中工艺气体的第一预充载压力p01，并调节第二容积7b中工艺气体的第二预充载压力p02。可独立地调节预充载压力p01、p02。
该系统1进一步包括电子控制单元12，该电子控制单元构造成控制阀4a、4b、11a、11b和压缩机10。控制单元10可例如包括一个或多个处理器。控制单元12可独立地控制阀4a、4b、11a、11b和压缩机10。控制单元12可基于来自操作者的输入和/或基于来自压力传感器9a、9b的压力信号来控制阀4a、4b，这些压力信号分别表征容纳在第一和第二可压缩容积7a、7b中的工艺气体的静压压力。具体地说，控制单元12可在充载模式和卸载模式中操作。当在充载模式中操作时，该控制单元12根据对系统1进行充载的方法来致动阀4a、4b、11a、11b和压缩机10。当在卸载模式中操作时，该控制单元12根据对系统1进行卸载的方法来致动阀4a、4b。充载方法和卸载方法将在下文进行更详细地解释。
图2a-c示出处于现有技术中已知的一种对蓄能器13a、13b进行充载的方法的不同阶段的两个液压蓄能器13a、13b。为了将图2a-c中示出的传统方法与本文提出的改进方法进行比较，假定蓄能器13a、13b与图1的系统1的蓄能器2a、2b相同。
在图2a中示出的第一步骤中，将蓄能器13a、13b预充载至60巴的相同预充载压力p0。在图2a中，分别容纳在可压缩囊袋14a、14b中的工艺气体的预充载容积是10L，总计得出V0＝20L的总预充载容积。
根据图2的已知充载方法，通过将蓄能器的可变空间15a、15b流体地连接于共同的加压馈送管(未示出)并且通过将不可压缩液压流体从馈送管移入到可变空间15a、15b中，对这两个蓄能器13a、13b进行充载，由此将囊袋14a、14b中的工艺气体加压至压力p＞p0，例如图2b中所示。随着蓄能器13a、13b通过相同的馈送管同时充载，第一囊袋14a中气体的静压压力总是等于第二囊袋14b中气体的静压压力。
在图2c中，蓄能器13a、13b各自完全地充载至最大压力p最大。在囊袋型蓄能器中，将p最大限制为p最大≈4·p0。在图2中示例中，也就是p最大＝240巴。
在对图2的蓄能器13a、13b进行卸载的已知方法中，简单地逆转上述充载方法。换言之，根据对蓄能器13a、13b进行卸载的已知方法，容纳在图2b或2c的蓄能器13a、13b的可变空间15a、15b中的不可压缩液压流体通过共同的馈送管均匀地排放，以使得囊袋14a、14b中的压力p在排放期间总是相等的。
固定量的工艺气体在压缩或膨胀期间的热力学转换可通过如下多变转换来描述：
公式(1)pVk＝p0V0 k。
当将气体容积从V1改变成V2时储存在气体中或者从气体获得的能量E通过以下积分式来给出：
公式(2)
从公式(1)和公式(2)，得出存储在具有压力p和容积V的气体中的能量E，而预充载压力p0和预充载容积V0可表述为：
公式(3)或者
公式(4)
可通过用最大可行压力来替代公式(3)中的压力p来确定能储存在气体中的实践中可实现的最大能量。对于囊袋型蓄能器，该数值通过p最大＝4·p0给出，也就是：
公式(5)
对于氮气(k＝1.4)，该数值通过E最大,囊袋≈1.215·p0·V0给出。
图4示出在容纳于图2的蓄能器13a、13b的囊袋14a、14b中的气体、在从图2a中示出的预充载容积V0＝20L压缩至图2c中示出的最小容积期间的压力p(VOIL)(附图标记30)。根据排放到可变空间15a、15b中的不可压缩液压流体的容积VOIL来在图4中绘制压力p(VOIL)，其中，根据公式(1)并且根据VOIL＝V0-V来确定p(VOIL)。所使用的数值是V0＝20L、p0＝60巴以及氮气的绝热指数k＝1.4。在图4中，压力30从图2a中的预充载压力p0＝60巴逐渐地增大至图2c中示出的蓄能器13a、13b的最大可行压力p最大＝4·p0。图4中曲线30下方的面积表示在压缩期间储存在容纳于蓄能器13a、13b中气体内的能量。
图5示出在图2a-c示出的过程期间、根据气体的均匀压力p储存在容纳于囊袋14a、14b中的气体内的能量E(p)(附图标记31)。图5中的E(p)根据公式(3)确定。再者，V0＝20L、p0＝60巴而k＝1.4。再者，能观察到的是，容纳在囊袋14a、14b中的氮气的压力p升高至其最大压力p最大≈4·p0＝240巴。在该过程期间，储存在气体中的能量升高，直到该能量到达其大致最大数值150kJ为止。
图6示出在充载过程期间、根据排放到可变空间15a、15b中的不可压缩液压流体的容积VOIL的储存在容纳于囊袋14a、14b中的气体内的能量E(VOIL)(附图标记32)。图6中的E(VOIL)根据公式(4)并且根据VOIL＝V0-V确定。图6并未示出完整的充载过程。再者，在图6中，V0＝20L、p0＝60巴而k＝1.4。随着气体被压缩，存在在气体中的能量增大。
图3a-c示出对图1所示液压气动能量存储系统进行充载的本文所提出方法的不同阶段。该方法可通过来自操作者经由一个或多个输入装置的指令或者通过控制算法来启始。使用控制算法的充载模式来执行该方法，该控制算法依靠电子控制单元12的处理器来运行。
图3a示出对系统1进行充载的所提出方法的第一步骤。在第一步骤中，控制单元12指令压缩机10来通过压缩机阀11a调节容纳在第一蓄能器2a的第一容积7a中的氮气量，以在V01＝10L的预充载容积下将第一容积7a中的气体预加压至60巴的第一预充载压力p01。
一旦已设定该预充载压力p01，控制单元12就指令压缩机阀11a闭合。仍参照图3，控制单元12然后指令压缩机10来通过压缩机阀11b调节容纳在第二蓄能器2b的第二容积7b中的氮气量，以在V02＝10L的预充载容积下将第二容积7b中的气体预加压至230巴的第二预充载压力p02。因此，容纳在第二蓄能器2b的第二容积7b中的氮气的第二预充载压力p02仅仅略小于第一蓄能器2a的约4·p0＝240巴的最大可行压力。一旦已设定该预充载压力p02，控制单元12就指令阀11b闭合。在图3a的第一步骤期间，阀4a、4b保持闭合。
在已对第一容积7a和第二容积7b进行预加压之后，蓄能器2a、2b就准备就绪，使得不可压缩液压流体能排放到第一蓄能器的可变空间8a中。较佳地选择第一预充载压力p01的数值，以使得对于充载过程，该第一预充载压力与系统1所联接到的液压回路的典型操作压力相匹配。根据特定的情况，可选择第一预充载压力p01的不同数值。
一旦蓄能器2a、2b的共同馈送管3中的压力达到或超过第一蓄能器2a的第一预充载压力p01，控制单元12就指令第一蓄能器阀4a打开，以将第一蓄能器2a的第一可变空间8a流体地连接于馈送管3。同时，第二蓄能器阀4b保持闭合，由此将第二蓄能器2b从馈送管3流体地断开。
在打开第一蓄能器阀4a的情形下，不可压缩液压流体(通常是油)通过馈送管3排放到第一蓄能器2a的第一可变空间8a中，由此对第一容积7a进行压缩并且使得容纳在第一容积7a中的氮气的静压压力p1升高。馈送管3可由车辆的静压传动装置的静压泵/马达加压，该静压泵/马达例如在再生制动过程期间由车辆的内燃机或者由车辆的车辆输出来驱动。在第一蓄能器2a的充载过程中，控制单元12保持第二蓄能器阀4b关闭，以使得第二蓄能器4b的静压压力保持在第二充载压力p02下。
对第一容积7a进一步加压，直到容纳在第一容积中的气体的静压压力p1达到第二预充载压力p02为止。直到此时，第二蓄能器阀4b仍保持闭合。现在达到的情况在图3b中进行说明。将容纳在两个容积7a、7b中的气体加压至第二预充载压力p02。然而，虽然第一容积7a已几乎被完全地压缩，该第二容积7b仍处于V02＝10L的预充载容积下。
在图4中，在从图3a中的p＝p01压缩至图3b中的p＝p02的过程中，第一容积7a中的压力P(VOIL)由曲线20的第一段20a所表示。随着在该阶段期间仅仅对第一容积7a进行充载，由图4中曲线20的第一段20a所表示的压力升高大于通过相同的油量在传统方法中所产生的对应压力升高。换言之，对于排放到系统1中的给定量的不可压缩液压流体而言，与传统方法的情形相比，更多的能量储存在本文所提出方法的情形中。
在进一步在图6中进行说明，其中，表示根据本文所提出方法而在图1的系统1中所储存的能量E(VOIL)的曲线22位于表示传统方法的曲线32上方。
在图3b中，随着第一容积7a和/或馈送管3中的压力达到第二预充载压力p02，控制单元12就指令第一蓄能器阀4a闭合。因此，第一蓄能器2a从馈送管3流体地断开，以将第一蓄能器2a中压缩气体的压力保持在第二预充载压力p02下。同时，控制单元12指令第二蓄能器阀4b打开。因此，第二蓄能器2b流体地连接于馈送管3，并且不可压缩液压流体通过馈送管3排放到第二蓄能器2b的第二可变容积8b中。
然而，可设想的是，第一蓄能器2a从馈送管3的断开以及第二蓄能器2b连接于馈送管3并不同时发生。例如，一旦第二蓄能器2b流体地连接于馈送管3，第一蓄能器2a就会保持流体地连接于馈送管3，直到第一容积7a中的气体达到最大可行压力p最大,1≈4·p01为止。换言之，对于某些时刻，不可压缩液压流体能并行地/同时地排放到两个蓄能器2a、2b中。这可使得从对第一蓄能器2a的充载至对第二蓄能器2b的充载的过渡平缓。
在图4和5中，从第一蓄能器2a的充载至第二蓄能器2b的充载的过渡能在一点处可见，在该点处，曲线20、21并不平缓。在图4和5中，该过渡点分别以20c、21c指示。图4中的过渡点20c将曲线20分成两段20a、20b。类似地，图5中的过渡点21c将曲线21分成两段21a、21b。在过渡点20c、21c处P(VOIL)和E(p)增大速率的突变是由于在该过渡点处联接于馈送管3的气体容积的变化所造成的。同时在过渡点20c和21c处、第一蓄能器2a的气体容积7a几乎被完全地压缩，而第二蓄能器2b的气体容积7b则仍处于其预充载数值V02下。
一旦第二蓄能器阀4b打开，不可压缩液压流体就排放到第二蓄能器2b的第二可变容积8b中，且第二蓄能器2b的第二气体容积7b被压缩，直到该第二气体容积达到p最大,2≈4·p02＝4·230巴＝920巴的最大可行数值为止。在该阶段期间，第一蓄能器阀4a保持闭合，以使得第一可变空间8a中的油量和第一容积7a中的压力保持恒定。在图3c中说明处于蓄能器的最大充载状态下的蓄能器2a、2b。
图4和5清楚地示出，在传统的方法中(分别参见图4和5中的曲线30、31)，可对蓄能器13a、13b中工艺气体进行压缩的最大压力限制为p最大＝4·p0＝240巴，而在本文所提出的方法中(分别参见曲线20、21)，可达压力的范围可扩展至高达p最大,2≈4·p02＝920巴的数值。于是，当根据本文所提出的方法对系统进行充载时，能存储更多的能量。实践中，最大压力数值可能受到系统1所连接到的液压回路的最大压力值的限制。例如，在机动车辆的静压传动装置中，最大操作压力通常在450巴的范围内。
本领域技术人员能易于理解的是，本文所提出并且在图3-6中说明的充载方法能扩展为两个以上的蓄能器。类似于上文描述的对两个蓄能器系统1进行充载，可将这些蓄能器预加压至不同的预充载压力并且随后进行充载。例如，能将n个蓄能器系统的每个蓄能器预加压至高达预充载压力p0,j＝p最大,j-1＝4·p0,j-1，其中j-1代表在第j个蓄能器之前的蓄能器。
从对充载系统1的方法的前文描述中，对于本领域技术人员显而易见的是，如果如何对系统进行卸载以达到图3a中示出的预充载状态。因此，当第一容积7a容纳加压至第一最大压力的工艺气体量并且当第二容积7b容纳加压至第二最大压力的工艺气体量时(其中，第二最大压力大于或至少等于第一最大压力)，对系统1进行卸载的对应方法至少包括如下步骤：
使得容纳在第二容积7b中的气体膨胀，以使得容纳在第二容器5b中的不可压缩液压流体至少部分地移出该第二容器5b，同时将容纳在第一容器5a中的不可压缩液压流体的量保持恒定；
当容纳在第二容积7b中气体的压力已下降至第一最大压力时，使得容纳在第一容积7a中的气体膨胀，以将容纳在第一容器5a中的不可压缩液压流体至少部分地移出第一容器5a；
当容纳在第二容积7b中气体的压力已下降至等于或小于第一最大压力的第二预充载压力时，停止容纳在第二容积7b中气体的膨胀，以将容纳在第二容积7b中气体的压力保持在第二预充载压力下；以及
当容纳在第一容积7a中气体的压力已下降至小于第二预充载压力的第一预充载压力时，停止容纳在第一容积7a中气体的膨胀，以将容纳在第一容积7a中气体的压力保持在第一预充载压力下。

Claims (18)

1.一种对液压气动能量存储系统(1)进行充载的方法，所述系统(1)包括第一液压气动蓄能器(2a)，所述第一液压气动蓄能器包括第一中空容器(5a)和第一可压缩容积(7a)，所述第一可压缩容积(7a)设置在所述第一中空容器(5a)内并且容纳第一气体量，且所述系统(1)包括第二液压气动蓄能器(2b)，所述第二液压气动蓄能器包括第二中空容器(5b)和第二可压缩容积(7b)，所述第二可压缩容积(7b)设置在所述第二中空容器(5b)内并且容纳第二气体量，所述方法包括如下步骤：
将容纳在所述第一可压缩容积(7a)中的气体预加压至第一静压预充载压力，并且将容纳在所述第二可压缩容积(7b)中的气体预加压至第二静压预充载压力，所述第二静压预充载压力高于所述第一静压预充载压力；
通过将不可压缩液压流体排放到所述第一中空容器(5a)中来使得所述第一可压缩容积(7a)中的气体加压，同时保持容纳在所述第二中空容器(5b)中的不可压缩液压流体的量恒定，以将容纳在所述第二可压缩容积(7b)中的气体的压力保持在所述第二静压预充载压力下；以及
当所述第一可压缩容积(7a)中的气体的压力达到所述第二静压预充载压力时，通过将不可压缩液压流体排放到所述第二中空容器(5b)中来对所述第二可压缩容积(7b)中的气体进行加压。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
当所述第一可压缩容积(7a)中气体的压力达到等于或高于所述第二静压预充载压力的第一最大压力时，将容纳在所述第一中空容器(5a)中的不可压缩液压流体的量保持恒定，以将所述第一可压缩容积(7a)中气体的压力保持在所述第一最大压力下。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将容纳在所述第一可压缩容积(7a)中的气体预加压至所述第一静压预充载压力包括调节所述第一气体量，而将容纳在所述第二可压缩容积(7b)中的气体预加压至所述第二静压预充载压力包括调节所述第二气体量。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过液压排送单元将所述不可压缩的液压流体排放到所述第一中空容器(5a)和所述第二中空容器(5b)中，所述液压排送单元由机动车辆的车辆输出或者发动机来驱动。
5.一种对液压气动能量存储系统(1)进行卸载的方法，所述系统(1)包括第一液压气动蓄能器(2a)，所述第一液压气动蓄能器包括第一中空容器和设置在所述第一中空容器(5a)内的一定量的不可压缩液压流体以及第一可压缩容积(7a)，所述第一可压缩容积容纳处于第一最大静压压力下的第一气体量，且所述系统(1)包括第二液压气动蓄能器(2b)，所述第二液压气动蓄能器包括第二中空容器(5b)和设置在所述第二中空容器(5b)内的一定量的不可压缩液压流体以及第二可压缩容积(7b)，所述第二可压缩容积容纳处于第二最大静压压力下的第二气体量，所述第二最大压力高于或等于所述第一最大压力，所述方法包括如下步骤：
使得容纳在所述第二可压缩容积(7b)中的气体膨胀，以使得容纳在所述第二中空容器(5b)中的不可压缩液压流体至少部分地移出所述第二中空容器(5b)，同时将容纳在所述第一中空容器(5a)中的不可压缩液压流体的量保持恒定；
当容纳在所述第二可压缩容积(7b)中气体的压力已下降至所述第一最大压力时，使得容纳在所述第一可压缩容积(7a)中的气体膨胀，以将容纳在所述第一中空容器(5a)中的不可压缩液压流体至少部分地移出所述第一中空容器(5a)；
当容纳在所述第二可压缩容积(7b)中气体的压力已下降至等于或小于所述第一最大压力的第二静压预充载压力时，中止容纳在所述第二可压缩容积(7b)中气体的膨胀，以将容纳在所述第二可压缩容积(7b)中气体的压力保持在所述第二静压预充载压力下；以及
当容纳在所述第一可压缩容积(7a)中气体的压力已下降至小于所述第二静压预充载压力的第一静压预充载压力时，中止容纳在所述第一可压缩容积(7a)中气体的膨胀，以将容纳在所述第一可压缩容积(7a)中气体的压力保持在所述第一静压预充载压力下。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，从所述第一中空容器(5a)和所述第二中空容器(5b)排出的不可压缩液压流体驱动液压排送单元，所述液压排送单元由机动车辆的车辆输出或发动机来驱动。
7.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，(p最大,1-p02)/(p02-p01)≤0.2，其中，p01是所述第一静压预充载压力，p02是所述第二静压预充载压力，而p最大,1是所述第一最大压力。
8.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，(p最大,1-p02)/(p02-p01)≤0.1，其中，p01是所述第一静压预充载压力，p02是所述第二静压预充载压力，而p最大,1是所述第一最大压力。
9.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述第一静压预充载压力是至少10巴。
10.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述第一静压预充载压力是至少30巴。
11.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述第一静压预充载压力是至少50巴。
12.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述第二静压预充载压力是所述第一静压预充载压力的至少两倍。
13.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述第二静压预充载压力是所述第一静压预充载压力的至少三倍。
14.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述第二静压预充载压力是所述第一静压预充载压力的至少3.5倍。
15.一种液压气动能量存储系统(1)，包括：
第一液压气动蓄能器(2a)，所述第一液压气动蓄能器包括第一中空容器和第一可压缩容积，所述第一可压缩容积设置在所述第一中空容器(5a)内并且容纳第一气体量；
第二液压气动蓄能器(2b)，所述第二液压气动蓄能器包括第二中空容器和第二可压缩容积，所述第二可压缩容积设置在所述第二中空容器(5b)内并且容纳第二气体量；
馈送管(3)；
至少一个控制阀(4a、4b)，所述至少一个控制阀将所述蓄能器选择性地流体连接于所述馈送管(3)；
至少一个压力传感器(9a、9b)，所述至少一个压力传感器用于测量所述馈送管(3)和/或所述蓄能器(2a、2b)中的静压压力；以及
控制单元(12)，所述控制单元用于控制所述至少一个控制阀(4a、4b)，且所述控制单元(12)具有充载模式和卸载模式；
其中，当所述控制单元(12)处于所述充载模式中时，所述控制单元(12)构成将所述蓄能器选择性地流体连接于所述馈送管以及将所述蓄能器从所述馈送管选择性地流体地断开，以执行如权利要求1所述方法的各步骤；以及
当所述控制单元(12)处于所述卸载模式中时，所述控制单元(12)构成将所述蓄能器选择性地流体连接于所述馈送管以及将所述蓄能器从所述馈送管选择性地流体地断开，以执行如权利要求5所述方法的各步骤。
16.如权利要求15所述的液压气动能量存储系统(1)，其特征在于，进一步包括：液压排送单元，所述液压排送单元通过所述馈送管(3)与所述蓄能器(2a、2b)流体连通，所述液压排送单元与机动车辆的发动机、机动车辆的车辆输出以及静压器械中的至少一个驱动地接合或者选择性地驱动接合。
17.如权利要求15所述的液压气动能量存储系统(1)，其特征在于，进一步包括：压缩机(10)，所述压缩机与所述第一可压缩容积(7a)并且与所述第二可压缩容积(7b)流体连通，所述压缩机构造成通过调节所述第一气体量将容纳在所述第一可压缩容积(7a)中的气体预加压至所述第一静压预充载压力，并且所述压缩机(10)构造成通过调节所述第二气体量将容纳在所述第二可压缩容积(7b)中的气体预加压至所述第二静压预充载压力。
18.如权利要求15所述的液压气动能量存储系统(1)，其特征在于，所述第一可压缩容积(7a)和/或所述第二可压缩容积(7b)由闭合囊袋、弹性隔膜和浮动活塞中的一种形成。
CN201580006900.XA 2014-02-04 2015-02-03 蓄能器架 Expired - Fee Related CN105980712B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461935665P 2014-02-04 2014-02-04
US61/935,665 2014-02-04
PCT/EP2015/052211 WO2015117961A1 (en) 2014-02-04 2015-02-03 Accumulator racks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105980712A CN105980712A (zh) 2016-09-28
CN105980712B true CN105980712B (zh) 2018-06-01

Family

ID=52465357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580006900.XA Expired - Fee Related CN105980712B (zh) 2014-02-04 2015-02-03 蓄能器架

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10247205B2 (zh)
EP (1) EP3102835B1 (zh)
JP (1) JP6673205B2 (zh)
KR (1) KR20160117484A (zh)
CN (1) CN105980712B (zh)
WO (1) WO2015117961A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230160403A1 (en) * 2020-03-23 2023-05-25 Advanced Energy Storage, Llc Deployable energy supply and management system
CN116291792A (zh) * 2021-12-03 2023-06-23 能源8科技公司 使用异质性压能交互致动模组的能量储存系统及其方法

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3625141A1 (de) 1986-07-25 1988-02-04 Man Nutzfahrzeuge Gmbh Antriebseinrichtung fuer ein fahrzeug mit notfahraggregat
US4760697A (en) 1986-08-13 1988-08-02 National Research Council Of Canada Mechanical power regeneration system
DE4307616C2 (de) 1993-03-08 1996-06-27 Mannesmann Ag Hydrostatisch-mechanisches Getriebe
US5579640A (en) 1995-04-27 1996-12-03 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Accumulator engine
US5887674A (en) 1995-10-11 1999-03-30 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Continuously smooth transmission
DE19931208B4 (de) * 1999-07-06 2005-06-02 Gustav Magenwirth Gmbh & Co. Kg Geschlossenes hydraulisches Betätigungssystem
US7337869B2 (en) 2000-01-10 2008-03-04 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The United States Environmental Protection Agency Hydraulic hybrid vehicle with integrated hydraulic drive module and four-wheel-drive, and method of operation thereof
US6719080B1 (en) 2000-01-10 2004-04-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Hydraulic hybrid vehicle
US6622484B2 (en) 2001-02-02 2003-09-23 Caterpillar Inc. Hystat/split torque modulation
US6732828B1 (en) 2002-10-22 2004-05-11 Robert Abend Hydraulically driven vehicle
WO2007035997A1 (en) 2005-09-28 2007-04-05 Permo-Drive Research And Development Pty Ltd Hydraulic circuit for a energy regenerative drive system
DE102006060014B4 (de) 2005-12-20 2009-05-14 Bosch Rexroth Aktiengesellschaft Hydrostatischer Antrieb mit Rückgewinnung von Bremsenergie
DE102005061991A1 (de) 2005-12-23 2007-07-05 Bosch Rexroth Aktiengesellschaft Hydrostatischer Antrieb
DE102006017581A1 (de) 2006-03-02 2007-09-13 Robert Bosch Gmbh Hydrostatischer Mehrmotorenantrieb
US7669414B2 (en) 2006-03-28 2010-03-02 Parker-Hannifin Corporation Hydraulic energy recovery system with dual-powered auxiliary hydraulics
DE102006019672B4 (de) 2006-04-27 2013-11-14 Robert Bosch Gmbh Hydraulikfluidspeicher mit integrierter Hochdruck- und Niederdruckkammer
JP4628309B2 (ja) 2006-05-18 2011-02-09 トヨタ自動車株式会社 車両およびその制御方法
GB0614930D0 (en) 2006-07-27 2006-09-06 Arternis Intelligent Power Ltd Hydrostatic regenerative drive system
CN201176978Y (zh) * 2008-04-16 2009-01-07 长沙矿山研究院 一种深海水压储能式液压动力源
DE102008062836B3 (de) 2008-12-23 2010-08-05 Hydac Technology Gmbh Hydrostatisches Antriebssystem
US8616323B1 (en) 2009-03-11 2013-12-31 Echogen Power Systems Hybrid power systems
DE102009056153A1 (de) 2009-11-27 2011-06-01 Robert Bosch Gmbh Antriebssystem mit multifunktionaler Energierückgewinnung und Verfahren zu dessen Betrieb
US9032723B2 (en) 2010-03-09 2015-05-19 The United States Of America, As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Hydraulic hybrid vehicle with safe and efficient hydrostatic operation
BR112013009154A2 (pt) 2010-10-15 2019-09-24 Eaton Corp sistema de acionamento hidráulico para acionar uma carga e método para operar um sistema de acionamento hidráulico
FR2971741B1 (fr) 2011-02-17 2014-06-13 Peugeot Citroen Automobiles Sa Chaine de traction d'un vehicule hybride utilisant une energie hydraulique
DE102011005356A1 (de) 2011-03-10 2012-09-13 Robert Bosch Gmbh Serieller Hydraulikhybridantriebsstrang
US20120233991A1 (en) 2011-03-16 2012-09-20 Purdue Research Foundtion Multi-function machines, hydraulic systems therefor, and methods for their operation
WO2012125798A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-20 Parker Hannifin Corporation Start control system using single hydraulic pump
BR112013022383A2 (pt) 2011-03-21 2020-09-29 Spicer Off-Highway Belgium N.V. linha de acionamento hidrostático para um veículo e método para minimizar uma taxa de consumo de combustível de um veículo tendo uma linha de acionamento hidrostático
US10233949B2 (en) 2011-03-21 2019-03-19 Dana Belgium N.V. Accumulator assisted hydrostatic driveline and optimization method thereof
US9057389B2 (en) 2011-09-30 2015-06-16 Caterpillar Inc. Meterless hydraulic system having multi-actuator circuit
DE102011055178B4 (de) 2011-11-09 2021-03-04 Linde Hydraulics Gmbh & Co. Kg Hydrostatischer Fahrantrieb einer allradgetriebenen Arbeitsmaschine
US9096115B2 (en) 2011-11-17 2015-08-04 Caterpillar Inc. System and method for energy recovery
DE102011119309A1 (de) 2011-11-24 2013-05-29 Robert Bosch Gmbh Hydraulischer Fahrantrieb mit geschlossenem hydraulischem Kreislauf und Verfahren zum Betrieb eines derartigen Fahrantriebs
CN102518169B (zh) 2011-12-27 2014-06-18 山重建机(济宁)有限公司 一种混合动力液压挖掘机
FR2987002B1 (fr) 2012-02-16 2014-03-21 Peugeot Citroen Automobiles Sa Circuit hydraulique equipant un vehicule automobile et groupe de propulsion hybride hydraulique comprenant un tel circuit hydraulique
US9243558B2 (en) * 2012-03-13 2016-01-26 Storwatts, Inc. Compressed air energy storage
DE102012008192A1 (de) 2012-04-26 2013-10-31 Deutz Aktiengesellschaft Hydraulikhybrid
CN102734237B (zh) * 2012-07-16 2015-07-15 北京市三一重机有限公司 一种蓄能器系统和水泵系统
US9765502B2 (en) 2013-06-03 2017-09-19 Volvo Construction Equipment Ab Power system for a working machine
WO2015117964A1 (en) 2014-02-04 2015-08-13 Dana Italia Spa Series parallel hydraulic hybrid architecture
JP6590375B2 (ja) 2014-02-04 2019-10-16 ダナ イタリア エスピーエー 直列ハイブリッドを含むハイブリッドパワーモードで動作する駆動装置
EP2913212A1 (en) 2014-02-28 2015-09-02 DANA ITALIA S.p.A Dual mode hybrid hydrostatic driveline
FR3019612B1 (fr) 2014-04-02 2016-04-08 Poclain Hydraulics Ind Systeme d'assistance hydraulique
EP3040226B1 (en) 2014-12-30 2020-07-08 Dana Belgium N.V. Hydraulic Hybrid Powertrain
FR3016671B1 (fr) 2014-08-26 2016-01-22 Poclain Hydraulics Ind Dispositif de repartition d'huile avec clapet anti-retour
EP3002147A1 (en) 2014-10-02 2016-04-06 Dana Italia S.p.A. Dual drive driveline
JP6806409B2 (ja) 2014-10-27 2021-01-06 イートン コーポレーションＥａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 静圧オプションを有する油圧ハイブリッド推進回路とその操作方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3102835A1 (en) 2016-12-14
JP6673205B2 (ja) 2020-03-25
KR20160117484A (ko) 2016-10-10
EP3102835B1 (en) 2018-11-14
US20170037875A1 (en) 2017-02-09
US10247205B2 (en) 2019-04-02
WO2015117961A1 (en) 2015-08-13
JP2017508112A (ja) 2017-03-23
CN105980712A (zh) 2016-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2889528B1 (en) Gas-filling apparatus and method for filling gas
US6779568B2 (en) Gas distribution system
WO2012147340A1 (ja) 水素ステーション
US9541236B2 (en) Multi-stage home refueling appliance and method for supplying compressed natural gas
JP2007263245A (ja) 水素圧縮機システム
CN106457952B (zh) 压缩空气供应设施及其运行方法以及气动系统
CN105980712B (zh) 蓄能器架
JP2015521109A (ja) 液圧式のプレスを適応制御する方法及び装置
WO2012106226A1 (en) Multiple accumulator systems and methods of use thereof
US10408211B2 (en) Hydraulic system for pressurization of gas with reduction of dead volume
CN107542711A (zh) 一种增压系统
JP2016183686A (ja) 水素ステーション及び水素ステーションでの蓄圧器充填方法
CN110506153B (zh) 压缩空气储能发电装置及压缩空气储能发电方法
RU2711890C1 (ru) Способ заправки и разгрузки баллонов для хранения компримированного природного газа
JP6586122B2 (ja) 水素ステーションの水素充填方法
CN204534110U (zh) 液压式加气子站
CN211042924U (zh) 大容器耐压测试系统
CN113375047A (zh) 一种双压缩系统运行的氢站及其运行方法
KR102140666B1 (ko) 다단 축압기를 포함하는 동력발생장치 및 이의 운전방법
CN203832324U (zh) 自行式高压充氮设备
CN220751630U (zh) 一种分级延时卸荷装置
JP6385305B2 (ja) 水素ステーション
US20080310973A1 (en) Water pumping device by using pressure differential
JPH0618144Y2 (ja) 蓄圧器に対して圧縮天然ガスを蓄圧するための装置
CN107120320A (zh) 一种多容器式循环蓄能器及其储释能方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180601