JP2004505586A - エネルギー変換システムおよびその作動方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エネルギー変換システムおよびその作動方法に関する。
【0002】
DE19748423Alは、補助ユニットを有する車両を自動車の駆動シャフトで駆動することができるモータ/発電機アセンブリを開示している。この補助ユニットは、交流発電機の形で、車載電気システムに電気エネルギーを供給するか、または、スタータの形で、内燃機関を起動し、または制動エネルギーを車両バッテリへの電気エネルギーとして出力する。
【0003】
本発明の目的は、電気エネルギーを様々な電気負荷に供給することができるエネルギー変換システムおよびその作動方法を規定することである。
【0004】
この目的は、装置の場合、エネルギー変換システムを作動する方法を提供することにより達成され、このエネルギー変換システムは、
他の装置と動力を取り交わすことができる動力伝達機構と、
前記の動力伝達機構によって与えられる動力を他の装置への制御可能な電力に変換し、前記の動力伝達機構によって与えられる動力をエネルギー蓄積装置で蓄積することができる形に変換し、エネルギー蓄積装置によって蓄積されたエネルギーを引き出し、さらに、蓄積装置から引き出されるパワーを動力に変換するための、前記の動力伝達機構に結合された電気機械システムと、ここで、動力伝達機構は電気機械システムへの、および電気機械システムからの動力を伝達することができ、
前記の電気機械システムとパワーを取り交わし、前記の電気機械システムによって与えられるエネルギーを蓄積し、さらに、システム動作を安定化する安定器として作用するための、前記の電気機械システムに結合されたエネルギー蓄積装置と、
動力伝達機構の動力を調節し、前記の電気機械システムによって他の電気装置に与えられる電力を調節し、さらに、前記のエネルギー蓄積装置に蓄積されるエネルギーの量を調節するためにエネルギー蓄積装置に関係して伝達されるパワーを調節するための制御器とを備える。
【0005】
この目的は、方法の場合、エネルギー変換システムを提供することことにより達成され、このエネルギー変換システムは、
他の装置と動力を取り交わすことができる動力伝達機構と、
前記の動力伝達機構によって与えられる動力を他の装置への制御可能な電力に変換し、前記の動力伝達機構によって与えられる動力をエネルギー蓄積装置で蓄積することができる形に変換し、エネルギー蓄積装置によって蓄積されたエネルギーを引き出し、さらに、蓄積装置から引き出されるパワーを動力に変換する、前記の動力伝達機構に結合された電気機械システムと、ここで、動力伝達機構は電気機械システムへの、および電気機械システムからの動力を伝達することができ、
前記の電気機械システムとパワーを取り交わし、前記の電気機械システムによって与えられるエネルギーを蓄積し、さらに、システム動作を安定化する安定器として作用するための、前記の電気機械システムに結合されたエネルギー蓄積装置と、
動力伝達機構の動力を調節し、前記の電気機械システムによって他の電気装置に与えられる電力を調節し、さらに、前記のエネルギー蓄積装置に蓄積されるエネルギーの量を調節するためにエネルギー蓄積装置に関係して伝達されるパワーを調節するための制御器とを備え、
前記の方法は、
他の機械装置を動力伝達機構から切り離し、動力伝達機構が切り離された状態で、この動力伝達機構で電気機械システムを駆動することを含み、さらに、
電気機械システムの出力交流電圧が、電気機械システムの電気負荷に応じて、界磁電流で調節され、制御器によって使用可能にされる。
【0006】
このエネルギー変換システムは、動力を他の装置に与える動力伝達機構と、この動力伝達機構が、そこにかつそこから、動力を伝達することができる電気機械システムとを組み合わせる。電気機械システムは、その動力伝達機構によって与えられる動力を他の装置への制御可能な電力に変換し、ならびに、前記の動力伝達機構によって与えられる動力をエネルギー蓄積装置に蓄積可能なエネルギーに変換し、ならびに、前記の蓄積装置からエネルギーを引き出し、このエネルギーを動力に変換することができる。
【0007】
本発明の1つの有利な点は、このエネルギーの変換を、電気制御器に結合された単一電気機械によって行うことができ、これによって、簡単でコンパクトなエネルギー変換システムがもたらされることである。
【0008】
第1の好ましい実施形態では、エネルギー変換システムは、自動車の一部であり、車両の駆動軸に沿って連続して、内燃機関、トランスミッション、モータ/発電機を有する装置、分離手段および車輪駆動軸を有する。この分離手段は、車両が停止しているとき、駆動軸から車輪駆動軸を分離するために設けられる。自動車の補助ユニットはエネルギー変換システムにより作動することができ、電気エネルギーは、また、車両の外部の電気負荷のためにも使用可能にすることができる。
【0009】
モータ/発電機は、異なる電気負荷状況に応じてモータ/発電機の界磁電流および/または滑りを調節するのに適している変換器とともに設けられるのが好ましい。
【0010】
その利点は、回転子/発電機をパワー・ユニットとして使用することができることにあり、このパワー・ユニットは、異なる電力で電気負荷を作動させるように使用することができる。駆動モードで、通例の並列ハイブリッド車のように、制動エネルギーを取り戻すため、または駆動を増すために、モータ/発電機を使用することができることは好都合である。屋外でも電気負荷に電力を供給することができるパワー・ユニットを、車両が提供できるのは、特に有利である。この場合、例えば放出ガス制御、遮音などのような、車両の基礎構造および車両の設備が利用可能である。
【0011】
本発明の他の利点および改善点は、特許請求の範囲および説明から明らかになる。
【0012】
これらは、本発明を特徴付ける様々な新規な形態に加えて、本発明の他の目的とともに、この開示に付加され、この開示の一部を形成する特許請求の範囲で、詳細に指摘される。本発明、その動作上の利点、および、それを使用して達成される特定の目的をより適切に理解するために、本発明の好ましい実施形態が例示されている添付の図面および記述内容を参照すべきである。
【0013】
(図面の詳細な説明)
本発明は、自動車で効果的に使用することができるが、自動車の用途に限定されない。
【0014】
以下の図1aおよび1bに記載された制御システムは、同じシステム部品を好都合に使用し、動力伝達機構を介して機械装置と動力を取り交わし、および電気機械システムを介して電気装置と電力を取り交わす。これによって、そのようなシステムの簡単化および部品の数およびコストの低減が可能になる。この制御システムは、制御規則と制御規則のための入力および出力として使用されるデータとが2つのモード間で異なることを除いて、図1aおよび1bによる実施形態において同じである。
【0015】
図1aは、本発明によるエネルギー変換システムの好ましい実施形態の第1の作動モードを示す。このシステムの動作は、他の機械装置、例えばハイブリッド車の車輪との動力の取り交わしを調節するのに適している。
【0016】
電気機械システム20は、動力伝達機構21と接続されている。動力伝達機構21は、他の機械装置24、例えばハイブリッド車の車輪と動力MP2を取り交わす。
【0017】
電気機械システム20は、動力伝達機構21で直接的または間接的に駆動可能である。動力MP1は、電気機械システム20と動力伝達機構21の間で取り交わされる。また、エネルギー蓄積装置22は、電気機械システム20と接続されている。蓄積パワーSPは、電気機械システム20とエネルギー蓄積装置22の間で取り交わされる。
【0018】
電気機械システム20は、制御器23からシステム制御信号EMCを受け取る。動力伝達機構21は、制御器23から動力伝達機構制御信号PTCを受け取る。制御器23は、電気機械システム20からシステム帰還信号EMFを、また、動力伝達機構21から動力伝達機構帰還信号PTFを、さらにエネルギー蓄積装置22、例えばバッテリからエネルギー蓄積帰還信号SPFを受け取る。
【0019】
このモードでのエネルギー変換システムの動作は、次のようである。機械装置または複数の機械装置24は、システムに動力を要求する。制御器23は、動力伝達機構トルクおよび電気機械システム・トルクを調節することにより、与えられるトルクおよび/または速度を調節する制御規則に従って、必要なトルクを与える。制御器23は、エネルギー蓄積装置22を監視し、それのエネルギー・レベルが所望の制限内にあることを保証するのに必要であるように制御規則を調整し直す。
【0020】
上述のモードのための制御器入力・出力の好ましい特定の実施例を下に列挙する。
【0021】
制御器23の入力
所望の動力(例えば、ある特定の速度での所望のトルク、または所望のトルクと速度)、
エネルギー蓄積装置のレベル(例えば、バッテリ電圧および電流によって計算されたレベル)、
制御器23からの出力、
電気機械システム・トルク(例えば、加速または再生のための電気モータ・トルク)、
動力伝達機構トルク(例えば、加速のための)。
【0022】
図1bは、図1に記載される好ましい実施形態の第2の作動モードを示す。類似の要素は、同じ参照数字で参照される。他の機械装置24に追加して、またはそれの代わりに、電気機械システム20は、他の電気装置25と接続され、電気機械システム20と電力EPを取り交わす。
【0023】
信号の流れおよびパワーの流れは、図1aに記載されている動作と同様である。
【0024】
このモードでのエネルギー変換システムの動作は次のとおりである。電気装置または複数の電気装置25は、システムに電力を要求する。制御器23は、電力EPが、電圧および周波数を含んで、要求されたレベルで供給されるように、電気機械システム20と外部電気装置25の間の電力の流れを調節する。制御器23は、要求された電力を電気機械システム20が与え続けることができるようにするのに必要な動力を与えるために、動力伝達機構のトルクを調節する。エネルギー蓄積装置22は、必要により安定器として作用することができる。
【0025】
電気装置25は任意の電力供給負荷を含むことができ、電気ポンプ、圧縮機などのようなものを含むが、これらに限定されない。
【0026】
上述のモードの制御手段のための入力および出力の好ましい特定の実施例を下に列挙する。
【0027】
制御器23の入力
所望の電圧、
所望の電気的な周波数、
実際の電圧、
実際の電気的な周波数、
【0028】
制御器23からの出力
所望の電圧を維持するための装置25への電力の流れ(例えば、半導体装置のスイッチングによる)、
所望の電気的周波数を維持するための動力伝達機構(エンジン)トルク。
【0029】
図1で説明したようなエネルギー変換システムは、機械装置24および電気装置25に動力を供給することができる。電気装置25にパワーを供給するために、好ましくは、他の機械装置24が動力伝達機構21から切り離され、動力伝達機構21が切り離された状態で、電気機械システム20は動力伝達機構21で駆動され、さらに、電気機械システム20の電気負荷に応じて、電気機械システム20の出力交流電圧UAが界磁電流IFにより調節され、制御器23によって利用可能にされる。
【0030】
図2は、本発明に従って自動車の補助ユニットを動作させるための装置の第1の好ましい実施形態を示す。ここで、エネルギー変換システムは自動車13の中に配置されている。
【0031】
自動車13において、動力伝達機構は内燃機関1を備え、この内燃機関1は駆動軸6の方向でトランスミッション11に接続されている。この駆動軸6は、駆動輪10.1、10.2および差動装置9の付いた車輪駆動軸8のような機械装置を駆動するために設けられている。第2の車軸の他の車輪10.3、10.4は、この好ましい構成では駆動されない。しかし、本発明は、1よりも多い車軸または全ての車軸が駆動される車両でも使用することができる。
【0032】
電気機械システムは補助ユニット3を備え、この補助ユニット3は、駆動軸6に接続された装置2を介して動作させることができ、かつ駆動軸6で駆動させることができる。補助ユニット3は、駆動軸6で直接駆動させるか、駆動軸6と接続された別の軸を介して間接的に駆動させることができる。補助ユニット3は、単一固定子アセンブリおよび単一回転子アセンブリを有する単一の電気機械であるのが好ましい。
【0033】
電気機械3は、また、内燃機関1とトランスミッション11の間に配置することもできる。この場合、クラッチすなわちトルク・コンバータを、モータ/発電機3の前または後に設けることもできる。この利点は、車輪駆動軸8からモータ/発電機3を分離するために、別個の隔離板7が必要でないことである。分離は、トランスミッション11で行うこともできる。しかし、隔離板7を設けることもできる。
【0034】
また、駆動軸6のついた装置2を介して電気機械を接続する代わりに、駆動軸6のまわりに同心円状に配置された電気機械3を使用することもできる。
【0035】
バッテリ5は、エネルギー蓄積装置のために備え付けられる。制御手段は、制御器すなわち変換器4を備える。
【0036】
内燃機関1、トランスミッション11、装置2、隔離板7、および車輪駆動軸8が、駆動軸6に沿って連続的に配置される。隔離板7は、車両が停止しているとき駆動軸6から車輪駆動軸8を分離するために設けられる。また、クラッチすなわちトルク・コンバータは、内燃機関1とトランスミッション11の間に設けることもできる。
【0037】
装置2は、補助ユニットとしてモータ/発電機3を有する。モータ/発電機3は、変換器4に接続されている。モータ/変換器3は、車両13の外部および/または内部の電気負荷に供給するための電力の引出し点12に接続されている。電気負荷は通例の局部電圧電源に接続されるように、この引出し点に接続することができる。
【0038】
この場合、モータ/発電機3から変換器4を切り離するための断路器14、好ましくはスイッチは、変換器4とモータ/発電機3の間に設けることができる。さらに、変換器4は、車両のバッテリ5に接続することができる。
【0039】
駆動モードでは、通例の並列ハイブリッドのように、この装置を作動させるのが効果的である。この場合、モータ/発電機は、4−クワドラント(quadrant)運転で使用することができる。その結果として、駆動モードでは、モータ/発電機3の作動で生じたエネルギーは、バッテリ5に蓄積することができる。車両の制動エネルギーは、モータ/発電機3によってバッテリ5に送り込むことができ、このようにして、取り戻すことができる。駆動モードでは、もう一度起動動作で、モータ/発電機3は、バッテリ5で給電され、追加的に駆動作用を持つことができる。モータ/発電機3が適切に設計される場合、それは電気駆動モータとしても作用することができるので、その結果、内燃機関1が切られた状態で、車両13を電気的に駆動することができるようになる。
【0040】
第2の好ましい実施形態では、車両の駆動軸に沿って、後にトランスミッション1.1およびモータ/発電機3が続いている機関1の列の中に、モータ/発電機3が設けられる。
【0041】
第3の好ましい実施形態では、モータ/発電機3は、機関1とトランスミッション1.1の間に設けられる。
【0042】
本発明の他の好ましい展開では、駆動軸6および/または車輪駆動軸8および/または駆動輪10.1、10.2は、追加的に、電気駆動機械に接続することができる。全ての駆動輪10.1、10.2、10.3、10.4を、好ましくは電気的に少なくとも部分的に駆動することも、また、可能である。
【0043】
本発明に従って、内燃機関1に結合されたモータ/発電機3は、車両が停止しているとき、パワー・ユニットを形成する。車両が停止しているとき、連結器7が開くことが可能であり、その結果、駆動軸6は車輪駆動軸8から分離される。内燃機関1に結合されたモータ/発電機3は、パワー・ユニットを形成する。内燃機関1は、トランスミッション11によって最適動作点に整合させることができ、さらにパワー・ユニットの出力電圧の周波数を一定に保つために、速度調節をして作動することができるのが好ましい。したがって、通例の乗用車の場合、最高50kWのパワー・ユニットの代表的な電力が使用可能であり、商用車の場合、より大きなエンジン・パワーに対応して、もっと大きな電力も使用可能である。結果として、たとえ負荷がそのような電源網に接続されていなくても、負荷は、それが通例の局部電気供給システム内にあるように、電力を供給され得る。
【0044】
車両13は、駐車位置にもたらされ、それから、車輪駆動軸8が駆動軸6から切り離され、さらに、車輪駆動軸8が切り離された状態で、モータ/発電機3が内燃機関1で駆動される。
【0045】
好ましくは三相同期機がモータ/発電機3として使用される場合、駆動モードでの牽引のために、同期機の巻線部にデルタ結線を施すのが有利である。星形結線は発電機モードに好都合であり、車両が停止しているときにパワー・ユニットとして使用する場合に好ましい。この場合、単相負荷と三相負荷の両方を使用することが可能である。
【0046】
同期機の使用にはいくつかの利点がある。そのような電気機械は、2つの動作範囲を示す。第1の範囲は、停止から主回転数までであり、この範囲では、同期機は一定界磁モードで動作している。電流およびトルクは一定のままであるが、電圧および電力は回転数に比例して変わる。電圧は、主回転数で最大値に達する。主回転数は、電気機械の設計および大きさに関する特性パラメータである。同期機の第2の動作範囲は、主回転数から同期機の最大可能回転数までのいわゆる弱め界磁範囲である。この範囲では、電流および電力だけでなく、電圧も一定のままである。この動作範囲では、磁界は、回転数の増加に逆比例して減少する。トルクは、同じように減少する。
【0047】
同期機は、最高で1:5の好都合に広い弱め界磁範囲を有する。ここで、この1:5は、最大可能回転数に対する主回転数の比であり、非常に効率がよい。
【0048】
同期機は調節するのが比較的簡単である。同期機は、特に、発電機モードに申し分なく適している。同期機は、発電機モードで、誘導負荷および非対称負荷を可能にし、さらに、比較的小さな変換器を必要とするだけである。
【0049】
同期機がモータ/発電機3として使用される場合、好ましい実施形態では、変換器4は6パルス・ブリッジ回路と、さらに、界磁制御器を備える。
【0050】
モータ/発電機3の出力交流電圧UAは、モータ/発電機3の両端間の所望の電圧に応じて、界磁電流IFで調節され、変換器4で使用可能にされる。
【0051】
三相発電機は、120Vと240Vまたは115Vと230Vの同時供給を可能にしないが、界磁制御によって引出し点12から必要な電圧を生成することができる。そのような電圧値は、例えば国内の電源および世界中の様々な国の電力供給負荷に、一般に使用される。4極機を使用することで、伝達出力で一般に1800回転が与えられたとすると、60Hzで電圧を供給することができる。適切な方法で伝達比を選ぶことで、所定の境界条件、好ましくは一次エネルギー消費、雑音放出および/または汚染物放出に関して、最適動作点で内燃機関を作動することができる。
【0052】
バッテリ5が耐えられないピーク電圧が発生しないようにするために、断路器手段14でモータの3相を変換器4から切り離すことができる。
【0053】
電気機械が電気駆動モータとして設計され、かつ最大出力電流Imax=600Aの変換器4が使用される場合、115kWのピーク電力がそのような星形結線で発生することができ、400A変換器の場合最高で80kWが発生することができる。この場合、星形結線は、それぞれのピーク負荷に対して約300Vのバッテリ電圧を必要とする。
【0054】
モータ巻線部がデルタ結線の場合、バッテリ5は、ピーク負荷に対して約170Vの電圧を持たなければならない。デルタ結線の場合、600A変換器で66kWのピーク電力を達成することができ、400A変換器の場合には46kWを達成することができる。駆動モードに関するこの設計で、発電機モードの本発明によるパワー・ユニットでも、結果的に、同様に大きな電力を利用可能にすることができる。
【0055】
非同期機または永久励磁機械がモータ/発電機3として使用される場合、好ましい実施形態では、変換器4は6パルス・ブリッジ回路を備える。
【0056】
誘導モータの利点は、最高で1:3の比較的広い弱め界磁範囲、高効率、ハードウェア部品の優れた利用度および牽引のための開ループおよび閉ループ制御プログラムの優れた利用度である。出力電圧UAは、変換器4の対応するデータ処理プログラムで簡単に設定することができる。同期機とは異なり、発電機モードに追加のハードウェアは必要でない。
誘導機の場合、同期機の場合とちょうど同じように、星形結線またはデルタ結線が牽引の目的のために可能であり、星形結線が発電機モードのために好ましい。この場合、変換器4およびバッテリ5は、モータ/発電機3の界磁電流IFしたがって出力電圧UAを設定するために、制御可能移相器として能動的に作用する。
【0057】
引出し点12から引き出すことができるモータ/発電機3の電力は、滑り、言い換えると、モータ/発電機3の固定子の周波数と回転子の周波数の差によって、設定することができる。その目的のために、内燃機関1の速度を調節するのが好ましく、その結果、本発明に従ってパワー・ユニットから一定周波数の電圧が保証されるようになる。
【0058】
同期機の場合と同様な条件が、発電機モードに当てはまる。120Vと240Vまたは115Vと230Vの同時供給はできないが、界磁制御によって引出し点12に必要な電圧を生成することができる。4極機が使用される場合、1800回転/分の一般的な伝達出力速度が与えられれば、60Hzの周波数を有する電圧を誘導機から供給することもできる。他の周波数は、他の伝達出力速度で設定される。バッテリ電圧は、240Vの電源電圧に対応して、名目上340Vより高い。ピーク電力は、牽引用途のためのそれぞれの設計による。
【0059】
モータ動作では、モータ巻線部が星形結線の場合、ピーク電力は、600A変換器の場合には105kWであり、400A変換器の場合には75kWである。バッテリ5は、340Vのピーク電圧に耐えなければならない。
【0060】
全体的に、接続されたトランスミッション11、部分軸6.1、モータ/発電機3のついた装置2および変換器4とともに、内燃機関1が、パワー・ユニットまたは緊急用パワー・ユニットを形成し、このパワー・ユニットは、例えば、レジャーを行うようなキャンプをするとき、または建設現場などの電気機器のような、局部電源システムから遠く離れた分散電気負荷を作動するのに特に適している。また、車両の負荷もこのパワー・ユニットで作動することができ、車両の定常エアコンディショニングなどの大電力消費に関して好ましい。したがって、別個のパワー・ユニットを携帯することは不必要になる。同時に、高度な自動車技術が、本発明による装置に使用され、本発明が発電機として機能するとき、例えば、排気ガス浄化用の触媒コンバータ、存在する防音、および車両の安全機能を本発明によって使用することができる。
【0061】
したがって、上記の説明は、本発明の原理をただ例示するだけと考えられる。さらに、多数の改良および変更が当業者は容易に思いつくので、図示し説明した構成および動作そのものに本発明を限定することを望むものではなく、したがって、全ての適切な改良および均等物が救済されることができ、本発明の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図1】
例えばハイブリッド車の他の機械装置との動力の取り交わしを調節するための第1のモード(図1a)、および外部電気負荷の他の電気装置との電力の取り交わしを調節するための第2のモード(図1b)の、2つの作動モードを有する本発明によるエネルギー変換システムの第1の好ましい実施形態を示す図である。
【図2】
自動車での別の好ましい配置の平面図を示す図である。
Claims (22)
- 他の装置(24、10)と動力(MP2)を取り交わすことができる動力伝達機構(21、1、6、7、8、11)と、
前記動力伝達機構(21、1、6、7、8、11)によって与えられる動力(MP1)を他の装置(25)のために制御可能な電力(EP)に変換し、前記動力伝達機構(21、1、6、7、8、11)によって与えられる動力(MP1)をエネルギー蓄積装置(22、5)で蓄積することができる形態(SP)に変換し、エネルギー蓄積装置(22、5)によって蓄積されたエネルギーを引き出し、さらに、前記蓄積装置(22、5)から引き出されるパワー(SP)を動力(MP1、MP2)に変換するための電気機械システム(20、2、3)であって、前記動力伝達機構(21、6)が前記電気機械システム(20、2、3)への、および、からの動力(MP1)を伝達することができる、前記動力伝達機構(21、1、6、7、8、11)に結合された電気機械システム(20、2、3)と、
前記電気機械システム(20、2、3)とパワー(SP)を取り交わし、前記電気機械システム(20、2、3)によって与えられるエネルギーを蓄積し、および、システム動作を安定化する安定器として作用するための、前記電気機械システム(20、2、3)に結合されたエネルギー蓄積装置(22、5)と、
動力伝達機構の動力(MP1、MP2)を調節し、他の電気装置(25)のために前記電気機械システム(20、2、3)によって与えられる電力(EP)を調節し、および、前記エネルギー蓄積装置(22、5)に蓄積されるエネルギーの量を調節するために前記エネルギー蓄積装置(22、5)に対して伝達される前記パワー(SP)を調節するための制御器(23、4)と、
を備えたエネルギー変換システム。 - 前記動力(MP1、MP2)が、車両を駆動するために使用される、請求項1に記載のエネルギー変換システム。
- 前記電気機械システム(20、2、3)が、単一電気機械(3)、電気的双方向結線、および前記電気機械(3)への、および、からの電気エネルギーの流れを調節する手段から成る、請求項1に記載のエネルギー変換システム。
- 前記動力伝達機構(20、1、6、7、8、11)が内燃機関(1)と、電気機械(3)、および駆動軸(6)の方向に前記機関(1)に接続されたトランスミッション(11)を有する車両とを備え、前記駆動軸(6)が、駆動輪(10.1、10.2)のついた少なくとも1つの車輪駆動軸(8)を駆動するために設けられ、
前記内燃機関(1)、前記トランスミッション(11)、前記電気機械(3)を前記駆動軸(6)によって作動させることができる装置(2)、隔離板(7)、および車輪駆動軸(8)が前記駆動軸(6)に沿って配置されるか、または、前記内燃機関(1)、前記電気機械(3)、前記トランスミッション(11)、および車輪駆動軸(8)が前記駆動軸(6)に沿って配置され、および、
隔離板(7)または前記トランスミッション(11)が、前記車両が停止しているとき前記駆動軸(6)から前記車輪駆動軸(8)を分離するために設けられる、請求項2に記載のエネルギー変換システム。 - 前記隔離板(7)が、前記車両が停止しているとき前記駆動軸(6)から前記車輪駆動軸(8)を分離するために設けられる、請求項4に記載のシステム。
- 前記電気機械(3)が、前記駆動軸(6)により駆動可能である、請求項4に記載のシステム。
- 前記電気機械(3)が、モータ/発電機である、請求項4に記載のシステム。
- 前記モータ/発電機(3)が、変換器(4)に電気的に接続されている、請求項4に記載のシステム。
- 前記モータ/発電機(3)が、前記車両(13)外部の電気負荷に給電するための電力の引出し点(12)に接続されている、請求項4に記載のシステム。
- 前記モータ/発電機(3)から前記変換器(4)を切り離するための電気断路器(14)が、前記変換器(4)と前記モータ/発電機(3)の間に設けられる、請求項8に記載のシステム。
- 前記変換器(4)が、車両のバッテリ(5)に電気的に接続されている、請求項8に記載のシステム。
- 前記駆動軸(6)および/または前記車輪駆動軸(8)および/または駆動輪(10.1、10.2)が、電気駆動機械(9)に接続されている、請求項4に記載のシステム。
- 前記内燃機関(1)に結合された前記モータ/発電機(3)が、無負荷運転領域にある前記内燃機関(1)の最大出力パワーにほぼ対応する最大出力パワーを有するパワー・ユニットを形成する、請求項4に記載のシステム。
- 前記モータ/発電機(3)が、非同期機か、または永久励磁機械であり、前記変換器(4)が、6パルス・ブリッジ回路を備える、請求項4に記載のシステム。
- 前記モータ/発電機(3)が機械であり、前記変換器(4)が、界磁制御器を有する6パルス・ブリッジ回路を備える、請求項4に記載のシステム。
- 他の装置(24、10)と動力(MP2)を取り交わすことができる動力伝達機構(21、1、6、7、8、11)と、
前記動力伝達機構(21、1、6、7、8、11)によって与えられる動力(MP1)を他の装置(25)のために制御可能な電力(EP)に変換し、前記動力伝達機構(21、1、6、7、8、11)によって与えられる動力(MP1)をエネルギー蓄積装置(22、5)で蓄積することができる形態(SP)に変換し、エネルギー蓄積装置(22、5)によって蓄積されたエネルギーを引き出し、さらに、前記蓄積装置(22、5)から引き出されるパワー(SP)を動力(MP1、MP2)に変換するための電気機械システム(20、2、3)であって、前記動力伝達機構(21、6)が前記電気機械システム(20、2、3)への、および、からの動力(MP1)を伝達することができる、前記動力伝達機構(21、1、6、7、8、11)に結合された電気機械システム(20、2、3)と、
前記電気機械システム(20、2、3)とパワー(SP)を取り交わし、前記電気機械システム(20、2、3)によって与えられるエネルギーを蓄積し、および、システム動作を安定化する安定器として作用するための、前記電気機械システム(20、2、3)に結合されたエネルギー蓄積装置(22、5)と、
動力伝達機構の動力(MP1、MP2)を調節し、他の電気装置(25)のために前記電気機械システム(20、2、3)によって与えられる電力(EP)を調節し、および、前記エネルギー蓄積装置(22、5)に蓄積されるエネルギーの量を調節するために前記エネルギー蓄積装置(22、5)に対して伝達される前記パワー(SP)を調節するための制御器(23、4)と、
を備えたエネルギー変換システムを作動する方法であって、
前記他の機械装置(24)を前記動力伝達機構(21)から切り離し、前記動力伝達機構(21)が切り離された状態で、前記動力伝達機構(21)により電気機械システム(20)を駆動し、および、
前記電気機械システム(20)の出力交流電圧(UA)が、前記電気機械システム(20)の電気負荷に応じて、界磁電流(IF)で調節され、制御器(23)によって使用可能にされる方法。 - 車両(13)が、駐車位置にもたらされ、前記車輪駆動軸(8)が前記駆動軸(6)から切り離され、および、前記車輪駆動軸(8)が切り離された状態で、モータ/発電機(3)が内燃機関(1)で駆動され、および、
前記モータ/発電機(3)の出力交流電圧(UA)が、前記モータ/発電機(3)の電気負荷に応じて、界磁電流(IF)で調節され、変換器(4)で使用可能にされる、請求項16に記載の方法。 - 前記モータ/発電機(3)の界磁電流が前記変換器(4)で調節され、および、
引き出すことができる前記モータ/発電機(3)の電力が、固定子の回転速度と回転子の回転速度の差で設定される、請求項16に記載の方法。 - 前記内燃機関(1)に結合された前記モータ/発電機(3)が、前記車両が停止しているとき、外部電気負荷のためのパワー・ユニットとして動作する、請求項16に記載の方法。
- 前記車両が、駆動モードで、並列ハイブリッドとして動作する、請求項16に記載の方法。
- 前記モータ/発電機(3)が、制動エネルギーを取り戻すために使用される、請求項16に記載の方法。
- 前記モータ/発電機(3)が、前記車両の電気駆動のために使用される、請求項21に記載の方法。
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