CS363091A3 - Process and apparatus for the generation, control and utilization of recovered electric power - Google Patents
Process and apparatus for the generation, control and utilization of recovered electric power Download PDFInfo
- Publication number
- CS363091A3 CS363091A3 CS913630A CS363091A CS363091A3 CS 363091 A3 CS363091 A3 CS 363091A3 CS 913630 A CS913630 A CS 913630A CS 363091 A CS363091 A CS 363091A CS 363091 A3 CS363091 A3 CS 363091A3
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- electrical energy
- braking
- electrostatic
- accumulator
- electrostatic auxiliary
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 13
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 6
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 6
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/40—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by capacitors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
- B60L2220/40—Electrical machine applications
- B60L2220/42—Electrical machine applications with use of more than one motor
-
- 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
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- 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
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Description
i
Způsob a zařízení pro výrobu,získávané elektrické energie regulací? afevyužití zpětrfe
Oblast techniky '
Vynález se týká způsobu výroby, regulace a využiti zpět-ně získané elektrické energie, zejména pro elektrická vozidlas nejméně jednou elektrickou pohonnou jednotkou, napájenouz primárního zdroje elektrické energie.
Dosavadní stav techniky
Do rozsahu vynálezu má spadat takové řešení způsobua zařízení pro výrobu, regulaci a využití zpětně získávanéelektrické energie v elektrických vozidlech, které by umožňo-valo optimální využití rekuperované elektrické energie a kte-ré by omezovalo v co největší míře ztráty této energie veformě tepla nebo třecích ztrát. Úkolem vynálezu je vyřešit takový způsob a zařízení,které by byly vhodné pro systémy, ve kterých se generujezpětné získávaná energie a které by umožňovaly rychlé ukládá-ní takto získané energie a také vysoké využití této energiek užitečnému výkonu.
Podstata vynálezu
Tento úkol je vyřešen způsobem výroby, regulace a rozvo-du, popřípadě využití zpětně získávané elektrické energiepodle vynálezu, zejména u elektrických vozidel, jehož podsta-ta spočívá v tom, že elektrická pohonná jednotka se využijetaké jako brzdicí ústrojí pro přeměnu kinetické energie naelektrickou energii, zpětně získávanou v průběhu zpomalovacínebo brzdicí fáze jízdy vozidla, a v průběhu zpomalovací nebobrzdicí fáze se elektrická pohonná jednotka odpojí od primár-ního zdroje elektrické energie a připojí se k elektrostatic-kému pomocnému akumulátoru pro zpětné získávání elektrickéenergie rychlonabíječím postupem. 2
Ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu se napětí zpětně získávané elektrické energie mění podle optimálního nabíjecího napětí elektrostatického pomocného akumulátoru a jeho hodnota se určuje v reálném čase z úrovně nabití elek- trostatického pomocného akumulátoru. Základním charakteristickým znakem řešení podle vynálezuje skutečnost, že v průběhu dlouhého brzdění nebo dlouhotrvajícího zpětného získávání elektrické energie dosahujeelektrostatický pomocný akumulátor své maximální úrovně nabi-tí, přičemž při dalším pokračování výroby zpětně získávanéenergie se další elektrická ukládá přímo do hlavního akumulá-toru, který je primárním zdrojem energie. V tomto případě semůže napětí zpětně získávané energie nastavit na úroveň nabi-tí primárního akumulátoru. V dalším výhodném provedení způsobu podle vynálezu sezpětně získaná elektrická energie, uložená v elektrostatickémpomocném akumulátoru, odebírá přímo z tohoto elektrostatické-ho pomocného akumulátoru na konci zpomalovací nebo brzdicífáze jízdy vozidla pro následující rozjezdovou nebo zrychlo-vací fázi jízdy vozidla a elektrická pohonná jednotka se při-pojí pouze k elektrostatickému pomocnému akumulátoru, dokudje hodnota jeho nabití nad předem stanovenou minimální hodno-tou, přičemž po dosažení předem nastavené minimální hodnotynabití elektrostatického pomocného akumulátoru a při pokračo-vání rozjezdové nebo zrychlovací fáze jízdy vozidla se elek-trická pohonná jednotka odpojí od elektrostatického pomocnéhoakumulátoru a opět se připojí na primární zdroj elektrickéenergie.
Pro brzdění se podle jiného výhodného provedení způsobupodle vynálezu využívá podle intenzity brzdicího účinku, vy-žadovaného řidičem, různých brzdicích ústrojí, totiž pro nor-mální brzdění pouze elektrické pohonné jednotky, zatímco pro 3 prudké a intenzivní brzdění se uvádí do činnosti hydraulickýbrzdicí systém. V průběhu rozjezdové fáze jízdy vozidla, navazující nakrátkodobé nebo dlouhodobé zastavení vozidla, se nejvíce vy-užívá zpětně získané elektrické energie, jestliže je úroveňnabiti akumulační jednotky pro uchovávání zpětně získanéelektrické energie vyšší než předem stanovená minimální úro-veň, jinak se pohonná jednotka automaticky připojí na primár-ní zdroj elektrické energie.
Podstata zařízení k provádění způsobu podle vynálezuspočívá v tom, že zařízení obsahuje počítač, jehož řídicívýstupy jsou spojeny s první řídicí jednotkou primárníhozdroje elektrické energie, zapojenou mezi pohonnou jednotkoua primárním zdrojem elektrické energie, s druhou řídicí jed-notkou elektrostatického pomocného akumulátoru, zapojenoumezi počítačem a elektrostatickým pomocným akumulátorema mezi elektrostatickým pomocným akumulátorem a elektrickoupohonnou jednotkou, přičemž řídicí ústrojí, ovládaná řidičempro regulaci množství elektrické energie, dodávaného elek-trickým pohonným jednotkám a pro určování intenzity zpomalo-vacího nebo brzdicího účinku, zejména pedál akcelerátorua brzdový pedál, jsou spojeny se vstupy počítače, který řídína základě signálů získávaných z řídicích ústrojí, ovládanýchřidičem, první řídicí jednotku primárního zdroje elektrickéenergie pro omezování úrovně napájecí energie, přiváděnék pohonným jednotkám, a druhou řídicí jednotku elektrostatic-kého pomocného akumulátoru pro regulaci napětí zpětně získá-vané elektrické energie v závislosti na úrovni nabití elek-trostatického pomocného akumulátoru a pro střídavé a/nebosoučasné připojení obou řídicích jednotek k pohonným jednot-kám v průběhu zpomalovacích, brzdicích a zrychlovacích fázíjízdy vozidla. 4
Vynález je založena na využití nejmodernější technikyv oboru vysokokapacitních kondenzátorů, které jsou schopnyuchovávat značné množství elektrické energie v elektrostatic-ké formě bez úniků. Tyto kondenzátory, označované někdy zasuperkondenzátory, mají značnou kapacitu, velmi nízký před-řadný odpor a vysoký parazitní odpor, umožňující rychlé uklá-dání elektrické energie v elektrostatické formě, nízké ztrátyve formě tepelných ztrát a vysokou schopnost udržení stupněnabití.
Zařízení obsahuje v dalším výhodném provedení skupinurekuperačních generátorů pro zpětné získávání elektrickéenergie ve formě hradlových fotonek nebo podobných ústrojí,které jsou připojeny k elektrostatickému pomocnému akumuláto-ru. Tato skupina rekuperačních generátorů obsahuje generá-tory ve formě lineárních generátorů, kterými jsou tlumičeotřesů.
Elektrostatický pomocný akumulátor sestává z nejménějednoho kondenzátorů, zejména superkondenzátoru s velkou ka-pacitou a velmi malým vnitřním přechodovým odporem pro uklá-dání značného množství elektrické energie ve velmi krátkémčasovém intervalu, přičemž jmenovité napětí tohoto elektro-statického pomocného akumulátoru je nejméně rovno jmenovitémunapájecímu napětí elektrických pohonných jednotek.
Zařízení podle vynálezu obsahuje hydraulický brzdový ob-vod s brzdicím ústrojím pro každé pojezdové kolo, ovládanýmbrzdovým pedálem, spojeným s čerpadlem a zásobníkem tlakovékapaliny a solenoidovým uzavíracím ventilem, přičemž zásobníktlakové kapaliny je opatřen snímačem tlaku uvnitř zásobníkutlakové kapaliny, spojeným společně s uzavíracím ventilems počítačem pro řízení optimálního využiti elektrické ener-gie, získávané v průběhu brzdicí fáze jízdy vozidla. 5
Zařízení podle vynálezu obsahuje regulační jednotku vý-konu, spojenou s počítačem a umístěnou mezi elektrické pohon-né jednotky, hlavní akumulátor a elektrostatický pomocný aku-mulátor, přičemž regulační jednotka výkonu obsahuje skupinudílčích jednotek obsahující řídicí jednotku úrovně napájecíenergie pro elektrické pohonné jednotky, první řídicí jednot-ku hlavního akumulátoru a druhou řídicí jednotku elektrosta-tického pomocného akumulátoru.
Zařízení podle vynálezu využívá z nejméně jednoho tako-vého superkondenzátoru, vytvořeného zejména ve formě elek-trostatického pomocného akumulátoru, takové jmenovitého napě-tí, které je nejméně rovno jmenovitému napětí elektrickýchpohonných jednotek. V důsledku tohoto svého konstrukčního vytvoření umožňujezařízení podle vynálezu plné využití elektrické energie,zpětně získávané v průběhu zpomalovací nebo brzdicí fáze jíz-dy vozidla. Jestliže tyto zpomalovací nebo brzdicí fáze majípoměrně krátké doby trvání, je tato energie dodávána ve forměimpulzů, které nejsou vhodné pro dobíjení akumulátoru, takžetato energie může být plně využita jen v případě, jestliže seuloží rychlonabíječím postupem na elektrostatický pomocnýakumulátor.
Největší objem kinetické energie ze zpomalovací nebobrzdicí fáze jízdy vozidla, která se normálně u jiných vozi-del mění na teplo, může být u řešení podle vynálezu zpětnězískáván a využíván k dalšímu pohonu vozidla s vysokou účin-ností. Rozvod takto získané a uložené elektrické energie pří-mo z elektrostatického pomocného akumulátoru probíhá v bez-prostředně následující zrychlovací nebo rozjezdové fázia může začít v případě potřeby velmi rychle, což je opět důs-ledek velmi malého vnitřního sériového odporu. Přímý rozvodelektrické energie z elektrostatického pomocného akumulátoru 6 zamezuje jakýmkoliv únikům elektrické energie v elektrickém obvodu, čímž se dosahuje maximální účinnosti zpětného získá- vání elektrické energie. Přehled obrázků na výkresech
Vynález je blíže objasněn pomocí příkladů provedení zaří-zení, zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 blokovéschéma elektrického vozidla a obr. 2 blokové schéma zařízenípro regulaci zpětně získávané elektrické energie ve vozidlepodle obr. 1. Příklady provedeni vynálezu
Blokové schéma podle obr. 1, které představuje nejvýhod-nější konkrétní příkladné provedení vynálezu, se vztahuje kečtyřkolovému elektrickému vozidlu. Toto vozidlo, poháněnéelektrickou energii, je opatřeno samostatnými hnacími jednot-kami pro každé ze dvou hnacích kol 1., napájecím obvodem pronapájení hnací jednotky elektrickou energií, rekuperační jed-notkou pro zpětné získáváni energie, vybavenou skupinou reku-peračních generátorů, a počítač 2 vybavený různými čidly | a snímači a řídicími ovládacími jednotkami pro ovládání růz-ných funkci vozidla.
Pohonná jednotka pro každé z hnacích kol 1 sestává zedvou elektromotorů Ml, M2. Tyto dva elektromotory Ml, M2 jsoumechanicky spojeny se společným hřídlem obou elektromotorůMl, M2. První elektromotor Ml je rozjezdovým elektromotorem,který má největší krouticí moment při nízkých otáčkách, na-příklad pohybujících se kolem 1000 ot/min, a je vhodný proudělování zrychlení vozidlu, například při rozjezdu z klido-vého stavu nebo pro akceleraci při jízdě. Druhý elektromotorM2, který je "cestovním motorem”, má největší krouticí moment i pn vysokých otáčkách, například při asi 3000 ot/min, a jevyužíván pro plynulé udržování rychlosti při normální jízdě. 7
Střídavé nebo současné spouštění nebo vypínání obouelektromotorů Ml, M2 každé pohonné jednotky je ovládáno počí-tačem 2 na základě hodnot kroutícího momentu na společnémhnacím hřídeli, měřených snímačem 2 kroutícího momentu a nazákladě zrychlení požadovaného řidičem. Požadavek na zrychle-ní je signalizován počítači 2 pedálem 4 akcelerátoru.
Pohonné jednotky jsou spojeny se svými příslušnými hnací-mi koly 1 prostřednictvím přestavítelného nebo elektrickyovládaného spojkového ústrojí 5 v závislosti na hodnotě pře-nášeného kroutícího momentu. Spojková ústrojí 5 jsou přímoovládána počítačem 2, který určuje optimální řídicí nebo re-gulační proudy nebo napětí z kroutícího momentu, přenášenéhoz pohonných jednotek na příslušná hnací kola 1. Přenášenékroutící momenty se snímají snímači 6 kroutícího momentu.
Počítač 2 je spojen také se snímačem 7 úhlu natočení ří-dicích kol, z jehož údajů může počítač 2 stanovit rozdíl meziúhlovými rychlostmi hnacích kol 1 a současně ovládat obaelektromotory Ml, M2 každého hnacího kola 1. Tím je současněmožno aktivovat samosvorný diferenciál, pružnou spojku a vy-rovnávací funkce brzd.
Elektromotory Ml, M2 každé pohonné jednotky jsou spojenys akumulátory 8, tvořenými zejména dobíjecími akumulátorovýmibateriemi, které jsou vzájemně propojeny mezi sebou takovýmzapojením, aby byly schopny dodávat přes regulační jednotku 9 výkonu potřebné napájecí napětí a proud. Regulační ústrojí 10 napětí, sestávající ze skupiny regulátorů napětí, je zapo-jeno mezi akumulátory 8 a regulační jednotku 9 výkonu.
Regulační jednotka 9 výkonu, která ovládá připojeníelektromotorů Ml, M2 k akumulátorům 8 a řídí napájecí proud,přiváděný k těmto elektromotorům Ml, M2, je napojena na řídi-cí výstup počítače 2. Celkový výkon pohonného ústrojí ovládá 8 řidič vozidla pomoci pedálu 4 akcelerátoru, který je rovněž připojen k počítači 2.
Elektrické vozidlo je vybaveno také brzdovým obvodem 11,který je hydraulickým obvodem a je spojen s brzdicím ústrojím12, které je ovládáno brzdovým pedálem 13, hydraulickým čer-padlem 14 a zásobníkem 15 tlakové kapaliny. Mezi zásobníkem15 tlakové kapaliny a brzdovým obvodem 11 je zapojen elek-tricky ovládaný uzavírací ventil 16, přičemž zásobník 15 tla-kové kapaliny je vybaven neznázorněným snímačem tlaku, kterýje rovněž napojen na počítač 2.
Kromě těchto základních funkcí může být počítačem 2ovládána řada dalších funkcí vozidla a jeho příslušenstvívčetně topení a podobně. Obr. 1 zobrazuje příkladné zapojeníčerpadla 17 topného okruhu, spojeného jak s regulační jednot-kou 9 výkonu, tak také s počítačem 2. S regulační jednotkou 9 výkonu je také spojeno rekuperač-ní ústrojí pro zpětné získávání elektrické energie. Toto re-kuperační ústrojí může být libovolného typu, i když ve zná-zorněném příkladném provedení je toto ústrojí tvořeno elek-tromotory Ml, M2. které v průběhu brzdění působí jako brzdicíústrojí a mění se v nich pohybová energie, asorbovaná nejménějednou hradlovou fotonkou 18 a tlumiči 19 otřesů, na zpětnězískávanou elektrickou energii. Tlumiče 19 otřesů působí jakolineární elektrické generátory, které mění dynamické zatíženína elektrickou energii.
Rekuperační ústroji pro zpětné získávání elektrickéenergie je zobrazeno podrobněji na obr. 2. Každý elektromotorMl, M2 každé pohonné jednotky je kromě svého připojení naakumulátory 8 připojen také k pomocnému akumulátoru 20. Tentopomocný akumulátor 20 je elektrostatického typu a sestává j z několika speciálních kondenzátorů, tak zvaných superkonden- 9 zátorů, které mají velkou kapacitu a velmi malý vnitřní před-řadný odpor. Akumulátor 8 je spojen s každým elektromotoremMl, M2 prostřednictvím řídicí jednotky 109 akumulátoru 8a pomocný akumulátor 20 je spojen s elektromotory Ml, M2prostřednictvím své vlastní druhé řídicí jednotky 209 a tytořídicí jednotky 109, 209 jsou společně řízeny počítačem 2, kekterému jsou rovněž připojena ústrojí pro ovládání napájecíhoproudu a intenzity brzděni; tato ústrojí sestávají z pedálu4 akcelerátoru a brzdového pedálu 13., popřípadě z jemu přiřa-zeného snímače tlaku v brzdovém obvodu 11.
Regulační jednotka 9 výkonu, zobrazená na obr. 1, jevytvořena z několika dílčích jednotek, sestávajících z kon-trolních jednotek pro ovládání napájecího příkonu pro elek-tromotory Ml, M2. řízených pedálem 4 akcelerátoru, z řídicíjednotky 109 akumulátoru a a z druhé řídicí jednotky 209elektrostatického pomocného akumulátoru 20. K elektrostatic-kému pomocnému akumulátoru 20 mohou být připojeny také dalšírekuperační generátory pro zpětné získávání elektrické ener-gie, tvořené hradlovou fotonkou 18 a tlumiči 19 otřesů.
Počítač 2 řídí ukládání a rozdělování zpětné získávanéelektrické energie následovně: V průběhu zpomalování jízdyelektrického vozidla nebo pozvolného brzděni slouží oba elek-tromotory Ml, M2 každé pohonné jednotky pro absorbování kine-tické energie a pro její přeměnu na zpětně získávanou elek-trickou energii. Tato elektrická energie se využívá k dobíje-ní elektrostatického pomocného akumulátoru 20. Jestliže sesešlápne brzdový pedál 13 nebo pedál 4 akcelerátoru, obdržípočítač 2 příslušný brzdicí nebo zpomalovací signál a odpojíelektromotory Ml, M2 od napájecích akumulátorů 8 a připojí jek elektrostatickému pomocnému akumulátoru 20 přes příslušnouřídicí jednotku 109, 209.
Zpětně získaná elektrická energie je okamžitě ukládána 10 v elektrostatickém pomocném akumulátoru 20 bez jakékolivztráty, což je umožněno charakterem tohoto pomocného akumulá-toru 20. V průběhu nabíjeni elektrostatického pomocného aku-mulátoru 20 se optimální nabíjecí napětí mění spolu se změnouúrovně nabití elektrostatického pomocného akumulátoru 20.Druhá řídicí jednotka 209 mění napětí zpětně získávané elek-trické energie ve skutečném čase v souhlase se změnami opti-mální hodnoty nabíjecího napětí, to znamená podle stavu nabi-tí elektrostatického pomocného akumulátoru 20.
Energie potřebná pro následné zrychlení nebo rozjezdovoufázi je obvykle odebírána buď v celém rozsahu nebo alespoňz části z elektrostatického pomocného akumulátoru 20 a tím sesnižují nebo odstraňuji ztráty a úniky nabití, ke kterýmdocházelo u konvenčních akumulátorů v důsledku nadměrně dlou-hé doby skladování elektrické energie. Počítačem 2 j® udržo-váno propojení mezi elektrostatickým pomocným akumulátorem20 a oběma elektromotory Ml, M2 do té doby, dokud nabiti to-hoto elektrostatického pomocného akumulátoru 20 nepoklesnepod předem nastavenou minimální hodnotu. Po poklesu nabití natuto minimální hodnotu odpojí počítač 2 tento elektrostatickýpomocný akumulátor 20 od obou elektromotorů Ml, M2 a tytoelektromotory Ml, M2 připojí k akumulátoru 8. Připojováníelektromotorů Ml, M2 bud k akumulátoru 8 nebo k elektrosta-tickému pomocnému akumulátoru 20 se provádí v průběhu každézpomalovací nebo brzdicí fáze, pokud je v elektrostatickémpomocném akumulátoru 20 udržována minimální úroveň nabití.
Další charakteristické znaky řešení podle vynálezu budouobjasněny v následujícím popisu průběhu prudkého brzdění, kdypočítač 2 aktivuje hydraulický brzdový obvod 11 současněs již popsanou změnou pracovního režimu obou elektromotorůMl, M2. Pomocí tohoto systému je získávána značná brzdicí sí-la, která je získávána podobně, alespoň z určitých hledisek,jako u nejpokrokovějších konvenčních vozidel se spalovacími 11 motory. Intenzita brzdění je sdělována počítači 2. na základěvelikosti tlaku působícího na brzdový pedál 13. Při rozjezdu vozidla se automaticky přepnou oba elektro-motory Ml, M2 z připojení na elektrostatický pomocný akumulá-tor 20 na hlavní akumulátor 8, jestliže úroveň nabití elek-trostatického pomocného akumulátoru 20 není nad stanovenouminimální úrovní. Jakákoliv ztráta náboje může být kompenzo-vána další činností rekuperačních ústrojí pro zpětné získává-ní elektrické energie, například hradlovou fotonkou 18 nebotlumiči 19 otřesů. V průběhu dlouhé akcelerace nebo dlouhébrzdicí fáze, například při sjíždění dlouhého kopce, můžemnožství uskladněné elektrické energie v elektrostatickém po-mocném akumulátoru 20 dosáhnout předem nastavené maximálníúrovně. V takovém případě je řešením podle vynálezu zajiště-no, že počítač zajistí přívod určitého množství elektrickéenergie, dodávané oběma elektromotory Ml, M2, přímo do hlav-ního akumulátoru 8, který je primárním zdrojem energie. Výho-da tohoto řešení spočívá v tom, že je možno zařízení podlevynálezu opatřit neznázorněnou řídicí jednotkou, která měnínapětí zpět získávané elektrické energie podle úrovně nabitíakumulátoru 8., který je primárním zdrojem elektrické energie,a tak optimalizovat ukládání zpětně získávané elektrickéenergie.
Vynález není pochopitelně omezen jen na zobrazené a po-psané příklady provedení vynálezu, ale konkrétní provedenízařízení podle vynálezu může být v širokém rozsahu obměňovánov rozsahu původní Vynálezecké myšlenky.
Claims (14)
12 i PATENTOVÉ
1. Způsob výroby, regulace a využití zpětně získávanéelektrické energie, zejména pro elektrická vozidla s nejménějednou elektrickou pohonnou jednotkou, napájenou z primárníhozdroje elektrické energie, například z akumulátorové baterienebo podobného zdroje, vyznačující se tím,že elektrická pohonná jednotka (Ml, M2) se využije také jakobrzdicí ústrojí pro přeměnu kinetické energie na elektrickouenergii, zpětně získávanou v průběhu zpomalovací nebo brzdicífáze jízdy vozidla, a v průběhu zpomalovací nebo brzdicí fázese elektrická pohonná jednotka (Ml, M2) odpojí od primárníhozdroje (8) elektrické energie a připojí se k elektrostatické-mu pomocnému akumulátoru (20) pro zpětné získávání elektrickéenergie rychlonabíječím postupem (elektrostatický setrvač-ník) .
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující setím, že napětí zpětné získávané elektrické energie se měnípodle optimálního nabíjecího napětí elektrostatického pomoc-ného akumulátoru (20) a jeho hodnota se určuje v reálném časez úrovně nabití elektrostatického pomocného akumulátoru (20).
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačujícíse t í m , že zpětně získaná elektrická energie, uložená velektrostatickém pomocném akumulátoru (20) se odebírá přímo ztohoto elektrostatického pomocného akumulátoru (20) na koncizpomalovací nebo brzdicí fáze jízdy vozidla pro následujícírozjezdovou nebo zrychlovací fázi jízdy vozidla a elektrickápohonná jednotka (Ml, M2) se připojí pouze k elektrostatické-mu pomocnému akumulátoru (20), dokud je hodnota jeho nabitinad předem stanovenou minimální hodnotou, přičemž po dosaženípředem nastavené minimální hodnoty nabiti elektrostatickéhopomocného akumulátoru (20) a při pokračování rozjezdové nebo 13 zrychlovací fáze jízdy vozidla se elektrická pohonná jednotka(Ml, M2) odpojí od elektrostatického pomocného akumulátoru(20) a opět se připojí na primární zdroj (8) elektrické ener-gie.
4. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 3, vy-značující se tím, že elektrostatický pomocnýakumulátor (20) má stanovenu maximální úroveň nabiti a přidosažení této maximální úrovně se veškerá další zpětně získá-vaná elektrická energie ukládá přímo do primárního zdroje(8) elektrické energie, přičemž napětí této další zpětně zís-kávané elektrické energie se v reálném čase mění podle změnv úrovni nabití primárního zdroje (8) elektrické energie.
5. Způsob výroby, regulace a využití zpětně získávanéelektrické energie, zejména pro elektrická vozidla, opatřenáhydraulickým brzdovým systémem, podle nejméně jednoho znároků laž 4, vyznačující se tím, že probrzdění se podle intenzity brzdicího účinku, vyžadovanéhořidičem, využívá různých brzdicích ústroji, pro normálníbrzdění pouze elektrické pohonné jednotky (Ml, M2), zatímcopro prudké a intenzivní brzdění se uvádí do činnosti hydrau-lický brzdicí systém.
6. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 5, vy-značující se tím, že v průběhu rozjezdové fá-ze, navazující na krátkodobé nebo dlouhodobé zastavení vozid-la, se nejvíce využívá zpětně získané elektrické energie,jestliže je úroveň nabití akumulační jednotky pro uchovávánízpětně získané elektrické energie vyšší než předem stanovenáminimální úroveň, jinak se pohonná jednotka (Ml, M2) automa-ticky připojí na primární zdroj (8) elektrické energie.
7. Zařízení k provádění způsobu výroby, regulace a roz-vodu zpětně získané elektrické energie, zejména na elektric-kých vozidlech, podle nejméně jednoho z nároků 1 až 6, vy- 14 značující se t i m , že obsahuje počítač (2), je-hož řídicí výstupy jsou spojeny s řídicí jednotkou (109) pri-márního zdroje (8) elektrické energie, zapojenou mezi pohon-nou jednotkou (Ml, M2) a primárním zdrojem (8) elektrickéenergie, s druhou řídicí jednotkou (209) elektrostatickéhopomocného akumulátoru (20), zapojenou mezi počítačem (2)a elektrostatickým pomocným akumulátorem (20) a mezi elek-trostatickým pomocným akumulátorem (20) a elektrickou pohon-nou jednotkou (Ml, M2), přičemž řídicí ústrojí (4, 13), ovlá-daná řidičem pro regulaci množství elektrické energie, dodá-vaného elekrtickým pohonným jednotkám (Ml, M2) a pro určováníintenzity zpomalovaného nebo brzdicího účinku, zejména pedál (4) akcelerátoru a brzdový pedál (13), jsou spojeny se vstupypočítače (2), který řídí na základě signálů získávaných z ří-dicích ústrojí (4, 13), ovládaných řidičem, první řídicí jed-notku (109) primárního zdroje (8) elektrické energie pro ome-zování úrovně napájecí energie, přiváděná pohonným jednotkám(Ml, M2), a druhou řídicí jednotku (209) elektrostatickéhopomocného akumulátoru (20) pro regulaci napětí zpětně získá-vané elektrické energie v závislosti na úrovni nabití elek-trostatického pomocného akumulátoru (20) a pro střídavéa/nebo současné připojení obou řídicích jednotek (109, 209)k pohonným jednotkám (Ml, M2) v průběhu zpomalovacích, brzdi-cích a zrychlovacích fází jízdy vozidla.
8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující setím, že obsahuje skupinu rekuperačních generátorů prozpětné získáváni elektrické energie ve formě hradlových foto-nek (18) nebo podobných ústrojí, které jsou připojeny k elek-trostatickému pomocnému akumulátoru (20).
9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující setím , že skupina rekuperačních generátorů obsahuje generá-tory ve formě lineárních generátorů, kterými jsou tlumiče(19) otřesů. 15
10. Zařízení podle nejméně jednoho z nároků 1 až 9, vy-značující se tím, že elektrostatický pomocnýakumulátor (20) sestává z nejméně jednoho kondenzátoru, ze-jména superkondenzátoru s velkou kapacitou a velmi malýmvnitřním přechodovým odporem pro ukládání značného množstvíelektrické energie ve velmi krátkém časovém intervalu, při-čemž jmenovité napětí tohoto elektrostatického pomocného aku-mulátoru (20) je nejméně rovno jmenovitému napájecímu napětíelektrických pohonných jednotek (Ml, M2).
11. Zařízení podle nejméně jednoho z nároků 7 až 10, v y-značující se tím, že obsahuje hydraulický brz-dový obvod (11) s brzdicím ústrojím (12) pro každé pojezdovékolo, ovládaným brzdovým pedálem (13) spojeným s čerpadlem(14) a zásobníkem (15) tlakové kapaliny a solenoidovým uzaví-racím ventilem (16), přičemž zásobník (15) tlakové kapalinyje opatřen se snímačem tlaku uvnitř zásobníku (15) tlakovékapaliny, spojeným společně s uzavíracím ventilem (16) s po-čítačem (2) pro řízení optimálního využití elektrické ener-gie, získávané v průběhu brzdicí fáze jízdy vozidla.
12. Zařízení podle nejméně jednoho z nároků 6 až 10, v y-značujicí se tím, že systém obsahuje regulač-ní jednotku (9) výkonu, spojenou s počítačem (2) a umístěnoumezi elektrické pohonné jednotky (Ml, M2), hlavní akumulátor(8) a elektrostatický pomocný akumulátor (20), přičemž regu-lační jednotka (9) výkonu obsahuje skupinu dílčích jednotek,obsahující řídicí jednotku úrovně napájecí energie pro elek-trické pohonné jednotky (Ml, M2), první řídicí jednotku(109) hlavního akumulátoru (8) a druhou řídicí jednotku(209) elektrostatického pomocného akumulátoru (20).
13. Zařízení podle nejméně jednoho z nároků 6 až 12, v y-značující se tím, že první řídicí jednotka(109) hlavního akumulátoru (8) je opatřena regulačním ústro- 16 jím pro regulaci napětí zpětně získávané elektrické energiepro měnění napětí podle úrovně nabití hlavního akumulátoru(8).
14. Způsob a zařízení pro výrobu, regulaci a rozvodzpětně získávané elektrické energie, zejména u elektrickýchvozidel, podle zobrazených a popsaných příkladů provedení.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT12555A IT1241908B (it) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Metodo e dispositivo per la generazione, la gestione e l'utilizzo d' energia elettrica di recupero, in particolare nei veicoli ad alimentazione elettrica |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS363091A3 true CS363091A3 (en) | 1992-06-17 |
Family
ID=11141551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS913630A CS363091A3 (en) | 1990-11-30 | 1991-11-29 | Process and apparatus for the generation, control and utilization of recovered electric power |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0488271A1 (cs) |
| BG (1) | BG95552A (cs) |
| BR (1) | BR9105204A (cs) |
| CA (1) | CA2056654A1 (cs) |
| CS (1) | CS363091A3 (cs) |
| HU (1) | HUT59631A (cs) |
| IT (1) | IT1241908B (cs) |
| PL (1) | PL292596A1 (cs) |
| RO (1) | RO109286B1 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2757806B1 (fr) * | 1996-12-26 | 1999-02-05 | Renault | Dispositif d'alimentation electrique d'un moteur electrique de vehicule |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3548275A (en) * | 1967-10-03 | 1970-12-15 | Tokyo Shibaura Electric Co | Control devices for electric motors |
| US4218624A (en) * | 1977-05-31 | 1980-08-19 | Schiavone Edward L | Electrical vehicle and method |
| DE3602544A1 (de) * | 1986-01-29 | 1987-07-30 | Walter Schopf | Elektromaschinen-gyro-hybridantrieb fuer kfz |
| SE461947B (sv) * | 1988-08-08 | 1990-04-09 | Digimoto Of Sweden Ab | Foerfarande foer bromsning av en asynkronmotor |
| US4908553A (en) * | 1988-12-20 | 1990-03-13 | Eaton Corporation | Magnetic regenerative braking system |
| JPH03107532A (ja) * | 1989-09-21 | 1991-05-07 | Isuzu Motors Ltd | 車両用エネルギー回収装置 |
-
1990
- 1990-11-30 IT IT12555A patent/IT1241908B/it active IP Right Grant
-
1991
- 1991-11-28 EP EP91120365A patent/EP0488271A1/en not_active Withdrawn
- 1991-11-29 CS CS913630A patent/CS363091A3/cs unknown
- 1991-11-29 RO RO148861A patent/RO109286B1/ro unknown
- 1991-11-29 BR BR919105204A patent/BR9105204A/pt unknown
- 1991-11-29 HU HU913742A patent/HUT59631A/hu unknown
- 1991-11-29 CA CA002056654A patent/CA2056654A1/en not_active Abandoned
- 1991-11-29 PL PL29259691A patent/PL292596A1/xx unknown
- 1991-11-29 BG BG095552A patent/BG95552A/bg unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2056654A1 (en) | 1992-05-31 |
| IT9012555A0 (it) | 1990-11-30 |
| BR9105204A (pt) | 1992-07-21 |
| IT9012555A1 (it) | 1992-06-01 |
| HUT59631A (en) | 1992-06-29 |
| HU913742D0 (en) | 1992-03-30 |
| IT1241908B (it) | 1994-02-01 |
| BG95552A (bg) | 1993-12-24 |
| PL292596A1 (en) | 1993-01-11 |
| EP0488271A1 (en) | 1992-06-03 |
| RO109286B1 (ro) | 1995-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7004273B1 (en) | Hybrid electric vehicle | |
| US7252165B1 (en) | Hybrid electric vehicle | |
| US6484830B1 (en) | Hybrid electric vehicle | |
| US6362602B1 (en) | Strategy to control battery state of charge based on vehicle velocity | |
| US8761985B2 (en) | Method of operating a dual motor drive and control system for an electric vehicle | |
| US6054844A (en) | Control method and apparatus for internal combustion engine electric hybrid vehicles | |
| CN101445041B (zh) | 一种混合动力驱动系统及采用该系统的汽车 | |
| CN103269933B (zh) | 用于控制混合动力牵引组件的方法和根据该方法控制的混合动力车辆 | |
| Yeo et al. | Hardware-in-the-loop simulation of regenerative braking for a hybrid electric vehicle | |
| JP2008296908A (ja) | 制動時のエネルギーを回収するためのスーパーコンデンサを備えた車両 | |
| CA2260715A1 (en) | Control system for hybrid vehicle | |
| MX2014002161A (es) | Vehiculo electrico hibrido. | |
| EP2125414B1 (en) | Hybrid vehicle auxiliary equipment energy management | |
| KR20010089643A (ko) | 하이브리드 구동 장치 | |
| EP0083557B1 (en) | Device for recovering the kinetic energy of a motor vehicle during braking and exploiting same during speeding up | |
| JP2006312352A (ja) | 駆動システムの制御装置 | |
| US6877575B2 (en) | Method and apparatus for controlling the speed of an engine within a hybrid electric vehicle | |
| US20120136517A1 (en) | Power generation method and apparatus | |
| Kroics et al. | Supercapacitor based storage system for efficiency improvement of lead-acid powered light electric vehicle | |
| CS363091A3 (en) | Process and apparatus for the generation, control and utilization of recovered electric power | |
| JP2017177974A (ja) | ハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両システム | |
| US20200180594A1 (en) | High speed operation of an electric machine | |
| GB2476665A (en) | A regenerative braking apparatus that is fitted to existing wheeled road vehicles. | |
| JP3400319B2 (ja) | ハイブリッド電気自動車 | |
| JP2011152009A (ja) | 作業用車両の走行駆動装置 |