PL239513B1 - Independent hybrid propulsion system for multi-purpose machines - Google Patents
Independent hybrid propulsion system for multi-purpose machines Download PDFInfo
- Publication number
- PL239513B1 PL239513B1 PL426327A PL42632718A PL239513B1 PL 239513 B1 PL239513 B1 PL 239513B1 PL 426327 A PL426327 A PL 426327A PL 42632718 A PL42632718 A PL 42632718A PL 239513 B1 PL239513 B1 PL 239513B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- hydraulic
- electric motor
- powered
- machine
- independent hybrid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest niezależny hybrydowy układ napędowy do maszyn wielozadaniowych. Układ przeznaczony jest do wielozadaniowych maszyn roboczych, gdzie zastosowanie silnika elektrycznego oraz niezależnego źródła zasilania jest korzystne ze względu na poprawę warunków pracy maszyny oraz komfortu pracy operatora.The subject of the invention is an independent hybrid drive system for multipurpose machines. The system is designed for multi-purpose working machines, where the use of an electric motor and an independent power source is beneficial due to the improvement of the machine's working conditions and the operator's comfort.
W znanych ze stanu techniki rozwiązaniach wjazd maszyny w trudnych warunkach realizowany jest z zasilania zewnętrznego poprzez zastosowanie zewnętrznych źródeł prądu. Rozwiązanie to powoduje, że operator maszyny jest zmuszony do transportu kabli zasilających maszynę, co znacznie sp owalnia pracę oraz zwiększa ryzyko na stanowisku pracy.In the solutions known from the state of the art, the entry of the machine in difficult conditions is realized from an external power supply through the use of external power sources. This solution causes that the machine operator is forced to transport the machine power cables, which significantly slows down the work and increases the risk at the workplace.
Obecnie, istnieje mała ilość różnych rodzajów dwuźródłowych układów napędowych do maszyn wielozadaniowych. Możliwość adaptacji rozwiązania zarówno w już istniejących maszynach jak i w nowych, powodują, że rozwiązania będące przedmiotem wynalazku ma bardzo duże szanse na powszechne wdrożenie do gospodarki.Currently, there are a small number of different types of dual source drive systems for multi-task machines. The possibility of adapting the solution to both existing and new machines means that the solutions that are the subject of the invention have a very good chance of being widely implemented in the economy.
Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US6126401 (A) znany jest mechaniczny układ napędowy, który wytwarza ruch liniowy pod kontrolą serwomechanizmu. Metoda kontrolowania ruchu liniowego polega na użyciu elektrycznego silnika do napędzania pompy hydraulicznej, a następnie na kontrolowaniu przepływu płynu hydraulicznego do siłownika za pomocą elektrycznego serwozaworu.From the United States patent application US6126401 (A) there is known a mechanical drive system which produces linear motion under the control of a servo. The method of controlling linear motion is by using an electric motor to drive a hydraulic pump and then controlling the flow of hydraulic fluid to the actuator with an electric servo valve.
W amerykańskim zgłoszeniu US2017305276 (A1) ujawniono rozwiązanie w postaci elektrohydraulicznego układu hybrydowego dla pojazdu, który wykorzystuje zarówno zalety hydraulicznego systemu hybrydowego, jak i elektrycznego układu hybrydowego, aby zmaksymalizować gromadzenie energii traconej podczas procesu hamowania i zapewnić asystę przy uruchomieniu w procesie przyspieszania. Elektrohydrauliczny układ hybrydowy zawiera elektroniczny układ sterujący elektryczno-hydraulicznym układem hybrydowym, hydrauliczną pompą napędową, akumulatorem, zbiornikiem hydraulicznym, pompą hydrauliczną, silnikiem elektrycznym, konwerterem mocy i akumulatorem. Zbiornik hydrauliczny jest w płynnym połączeniu z akumulatorem za pośrednictwem hydraulicznej pompy napędowej, która działa jako główny składnik hydraulicznego układu hamulcowego z odzyskiem energii. Zbiornik hydrauliczny jest również w płynnym połączeniu z akumulatorem za pośrednictwem pompy hydraulicznej, która działa jako główny składnik elektrohydraulicznego zespołu konwersji, razem z silnikiem elektryczn ym, co najmniej jedną baterią i konwerterem mocy, które są elektrycznie połączone wzajemnie.US application US2017305276 (A1) discloses an electrohydraulic hybrid system solution for a vehicle that uses both the advantages of a hydraulic hybrid system and an electric hybrid system to maximize the accumulation of energy lost during the braking process and to provide start-up assistance in the acceleration process. The electro-hydraulic hybrid system includes the electronic control system for the electro-hydraulic hybrid system, hydraulic drive pump, battery, hydraulic reservoir, hydraulic pump, electric motor, power converter and battery. The hydraulic reservoir is in fluid communication with the accumulator via a hydraulic drive pump which acts as the main component of the hydraulic regenerative braking system. The hydraulic reservoir is also in fluid communication with the accumulator via a hydraulic pump which acts as the main component of the electro-hydraulic conversion unit, together with an electric motor, at least one battery, and a power converter that are electrically interconnected.
Z kolejnego amerykańskiego zgłoszenia patentowego US2008251302 (A1) znane jest rozwiązanie w postaci hybrydowego elektrohydraulicznego układu napędowego dla pojazdu, obejmującego hydrauliczną przekładnię zawierającą pierwszą hydrauliczną maszynę i co najmniej jedną drugą hydrauliczną maszynę z napędowymi kołami pojazdu mechanicznego oraz elektryczny silnik/generator funkcjonalnie połączony z pojazdem. Pierwsza maszyna hydrauliczna służy do przechowywania i uwalniania energii płynu hydraulicznego lub energii elektrycznej. Druga maszyna hydrauliczna jest odwracalną pompą hydrauliczną/silnikiem, zdolną do działania zarówno jako pompa hydrauliczna, jak i silnik hydrauliczny. Urządzenie magazynujące energię jest funkcjonalnie połączone z przekładnią hydrauliczną lub silnikiem elektrycznym/generatorem. W trybie zwalniania, przekładnia hydrauliczna i/lub silnik elektryczny/generator opóźniają pojazd, podczas gdy w trybie jazdy dostarczają dodatkową moc do kół napędowych w celu wspomagania napędu pojazdu.From further US patent application US2008251302 (A1) a solution is known in the form of a hybrid electrohydraulic drive system for a vehicle comprising a hydraulic transmission comprising a first hydraulic machine and at least one second hydraulic machine with driving wheels of a motor vehicle and an electric motor / generator operably connected to the vehicle. The first hydraulic machine is used to store and release the energy of a hydraulic fluid or electricity. The second hydraulic machine is a reversible hydraulic pump / motor, capable of acting as both a hydraulic pump and a hydraulic motor. The energy storage device is operably linked to a hydraulic transmission or an electric motor / generator. In deceleration mode, the hydraulic transmission and / or electric motor / generator decelerate the vehicle, while in drive mode they provide additional power to the drive wheels to assist in propelling the vehicle.
Amerykańskie zgłoszenie patentowe US2017306588 (A1) ujawnia rozwiązanie w postaci przenośnego systemu zasilania, który jest zdalnie sterowaną, napędzaną elektrycznie maszyną roboczą z zasilaniem elektrycznym. Maszyna robocza zawiera ciągłe gąsienice i jest wyposażona w zwrotne ramię, które przenosi narzędzie na swoim wolnym końcu. Silnik elektryczny jest podłączony do pompy hydraulicznej i zasila maszynę medium hydraulicznym. Maszyna robocza jest podłączona podczas normalnej pracy do podstawowego źródła zasilania za pomocą kabla elektrycznego. Główne źródło energii obejmuje stałą sieć dystrybucyjną prądu przemiennego w danym miejscu. Aby móc dostarczać wymagany prąd, zawiera on układ magazynowania energii DC, który może magazynować energię i w razie potrzeby, dostarczać energię w postaci elektrycznej. Układ sprzęgający umożliwia wybór pomiędzy podłączeniem silnika do pierwotnego lub wtórnego źródła mocy.US patent application US2017306588 (A1) discloses a portable power system solution which is a remotely controlled electrically powered work machine. The working machine contains continuous tracks and is equipped with a maneuverable arm that carries the tool at its free end. The electric motor is connected to a hydraulic pump and supplies the machine with hydraulic medium. During normal operation, the carrier is connected to the primary power source by means of an electric cable. The main source of energy includes a fixed AC distribution grid at the site. In order to be able to deliver the required current, it comprises a DC energy storage system that can store energy and deliver energy in electrical form when needed. The coupling system allows the choice of connecting the engine to a primary or a secondary power source.
Celem wynalazku było opracowanie nowego, niezależnego od źródła prądu sieciowego, hybrydowego układu napędowego do maszyn wielozadaniowych, który rozwiązuje problem techniczny w postaci zwiększenia mobilności maszyny w trudnych warunkach pracy.The aim of the invention was to develop a new, source-independent, hybrid drive system for multipurpose machines, which solves the technical problem of increasing the mobility of the machine in difficult operating conditions.
PL 239 513 B1PL 239 513 B1
Ponadto, zastosowanie dwuźródłowego napędu pozwala na łatwiejszy transport maszyny np. przy wjeździe na wysokie kondygnacje budynku. Zasilanie bateryjne umożliwia niezależność napędu maszyny od zewnętrznych źródeł prądu.In addition, the use of a two-source drive allows for easier transport of the machine, e.g. when entering high storeys of a building. Battery power supply enables the machine drive to be independent from external power sources.
Istotą wynalazku jest niezależny hybrydowy układ napędowy do maszyn wielozadaniowych, który charakteryzuje się tym, że zawiera co najmniej dwie pompy hydrauliczne zasilane przez odrębne źródła mocy, przy czym pierwsza pompa hydrauliczna zasilana jest przez silnik elektryczny prądu zmiennego AC, a druga pompa hydrauliczna zasilana jest przez silnik elektryczny prądu zmiennego z magnesami trwałymi PMAC, przy czym każdy z silników połączony jest z pompami hydraulicznymi za pomocą sprzęgła, a następnie połączone są z napędem jazdy lub napędem roboczym, poprzez rozdzielacz z przełącznikiem mechanicznym lub elektromagnetycznym.The essence of the invention is an independent hybrid drive system for multipurpose machines, which is characterized in that it comprises at least two hydraulic pumps powered by separate power sources, where the first hydraulic pump is powered by an AC electric motor, and the second hydraulic pump is powered by an alternating current PMAC permanent magnet electric motor, each motor connected to the hydraulic pumps by a clutch and then connected to the travel drive or work drive through a distributor with a mechanical or electromagnetic switch.
Korzystnie, gdy w układzie silnik elektryczny prądu zmiennego z magnesami trwałymi PMAC ma postać silnika elektrycznego bezszczotkowego.Preferably, in the system the PMAC permanent magnet alternating current electric motor is in the form of a brushless electric motor.
Korzystnie, gdy silnik elektryczny prądu zmiennego z magnesami trwałymi PMAC połączony i sterowany jest za pomocą falownika zamieniającego prąd na przemienny o regulowanej częstotliwości wyjściowej, najkorzystniej kiedy falownik zasilany jest przez baterie.Preferably, the PMAC permanent magnet AC electric motor is connected and controlled by an AC-to-AC inverter with an adjustable output frequency, most preferably the inverter is powered by batteries.
Otrzymany niezależny hybrydowy układ napędowy do maszyn wielozadaniowych charakteryzuje się uniwersalnością, można go adaptować w już istniejących maszynach oraz w maszynach nowych. Zastosowanie silnika elektrycznego do zasilania układu hydraulicznego powoduje poprawę warunków pracy maszyny przez napędzanie zarówno napędu jazdy jak i napędu układu roboczego. Rozwiązanie przynosi także korzyści w przypadku środowiska pracy operatora, który nie jest narażony na szkodliwe działanie spalin, tak jak w przypadku maszyn, gdzie układy hydrauliczne zasilane są silnikami spalinowymi. Wykorzystanie falownika pozwala na dokładne sterowanie wartością wejściową prądu do silnika prądu zmiennego z magnesami trwałymi PMAC. Natomiast wprowadzenie układu elektrycznego zasilanego bateryjnie powoduje polepszenie warunków pracy operatora nie tylko ze względów ekologicznych, ale także ergonomicznych, gdzie operator nie musi samodzielnie transportować kabla zasilającego maszynę podczas np. wjazdu na wysokie kondygnacje budynku. Zasilanie bateryjne umożliwia niezależność napędu maszyny od zewnętrznych źródeł prądu. Układ zasilania silnika z baterii pozwala na dostarczenie maszyny w miejsce pracy, a następnie rozwinięcie kabla zasilającego silnik prądu zmiennego AC i podłączenie go do sieci. Po dostarczeniu w miejsce pracy maszyna przełącza się na tryb pracy i pracuje na silniku prądu zmiennego AC. Zastosowanie dwuźródłowego napędu ułatwia transport maszyny w środku transportu, kiedy przewozimy maszynę i trzeba ją na niego załadować. Nie ma potrzeby podłączania układu zasilania z sieci, ponieważ działając na układzie zasilanym bateryjnie jesteśmy w stanie precyzyjnie załadować maszynę na środek transportu niezależnie od dostępu do zewnętrznego zasilania.The obtained independent hybrid drive system for multipurpose machines is characterized by versatility, it can be adapted to existing machines and new machines. The use of an electric motor to supply the hydraulic system improves the working conditions of the machine by driving both the travel drive and the working system drive. The solution also brings benefits in the case of the operator's working environment, which is not exposed to the harmful effects of exhaust gases, as in the case of machines where the hydraulic systems are powered by combustion engines. The use of an inverter allows for precise control of the current input value to the PMAC permanent magnet AC motor. On the other hand, the introduction of a battery-powered electrical system improves the operator's working conditions not only for ecological but also ergonomic reasons, where the operator does not have to transport the machine power cable on his own when e.g. when entering high storeys of a building. Battery power supply enables the machine drive to be independent from external power sources. The battery power supply to the motor allows you to bring the machine to the workplace, and then unroll the AC motor power cable and connect it to the mains. After delivery to the workplace, the machine switches to work mode and runs on an AC motor. The use of a two-source drive makes it easier to transport the machine in the means of transport, when the machine is transported and it needs to be loaded on it. There is no need to connect the power supply from the mains, because operating on a battery-powered system, we are able to precisely load the machine onto the means of transport, regardless of access to external power.
Przedmiot wynalazku przedstawiony jest bliżej w przykładzie realizacji nie ograniczając jego zakresu oraz na rysunku, na którym przedstawiono schemat połączeń niezależnego hybrydowego układu napędowego do maszyn wielozadaniowych.The subject of the invention is presented in an embodiment without limiting its scope and in the drawing, which shows a connection diagram of an independent hybrid drive system for multi-task machines.
P r z y k ł a d realizacjiExample of implementation
Na rysunku przedstawiono niezależny hybrydowy układ napędowy do maszyn wielozadaniowych z zasilaniem hydraulicznym, który wyposażony jest dwie pompy hydrauliczne (4’) oraz (4”), z czego każda z nich posiada osobne zasilanie. Pompa hydrauliczna (4’) zasilana jest poprzez źródło mocy w postaci silnika elektrycznego prądu zmiennego AC (1), który połączony jest z pompą hydrauliczną (4’) za pomocą sprzęgła (3’). Pompa hydrauliczna (4”) zasilana jest poprzez źródło mocy w postaci bezszczotkowego silnika elektrycznego, z magnesami trwałymi PMAC (2). Do sterowania silnikiem (2) zastosowano falownik (9) zamieniający prąd stały, którym jest zasilany, na prąd przemienny o regulowanej częstotliwości wyjściowej. Stałe zasilanie falownika (9) pochodzi z układu bateryjnego (8). Bezszczotkowy silnik z magnesami trwałymi PMAC (2) połączony jest z pompą hydrauliczną (4”) za pomocą sprzęgła (3”). Pompy hydrauliczne (4’) oraz (4”) połączone są z układem jazdy (7) i układem roboczym (6) za pomocą rozdzielacza (5) z przełącznikiem elektromechanicznym. Załączenie pożądanego układu (6) lub (7) odbywa się za pomocą przesterowania rozdzielacza (5) z przełącznikiem elektromechanicznym.The figure shows an independent hybrid drive system for multi-tasking machines with hydraulic power, which is equipped with two hydraulic pumps (4 ") and (4"), each of which has a separate power supply. The hydraulic pump (4 ') is powered by a power source in the form of an AC electric motor (1), which is connected to the hydraulic pump (4') by a clutch (3 '). The hydraulic pump (4 ”) is powered by a power source in the form of a brushless electric motor with permanent magnets PMAC (2). To control the motor (2), an inverter (9) was used, which converts the direct current that it is supplied with into alternating current with an adjustable output frequency. Permanent power supply of the inverter (9) comes from the battery system (8). The PMAC brushless permanent magnet motor (2) is connected to the hydraulic pump (4 ”) by a coupling (3”). Hydraulic pumps (4 ") and (4") are connected with the driving system (7) and the working system (6) by means of a distributor (5) with an electromechanical switch. The desired system (6) or (7) is switched on by overriding the distributor (5) with an electromechanical switch.
PL239 513 BIPL239 513 BI
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL426327A PL239513B1 (en) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Independent hybrid propulsion system for multi-purpose machines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL426327A PL239513B1 (en) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Independent hybrid propulsion system for multi-purpose machines |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL426327A1 PL426327A1 (en) | 2020-01-27 |
| PL239513B1 true PL239513B1 (en) | 2021-12-06 |
Family
ID=69184856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL426327A PL239513B1 (en) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Independent hybrid propulsion system for multi-purpose machines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL239513B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL446075A1 (en) * | 2023-09-11 | 2024-04-08 | Advanced Robotic Engineering Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Drive system for multi-tasking machines |
-
2018
- 2018-07-13 PL PL426327A patent/PL239513B1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL446075A1 (en) * | 2023-09-11 | 2024-04-08 | Advanced Robotic Engineering Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Drive system for multi-tasking machines |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL426327A1 (en) | 2020-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202737808U (en) | Motor driving device with energy storage unit | |
| EP1845055B1 (en) | Working machine of lifting magnet specifications | |
| US9731609B2 (en) | Vehicle power sharing and grid connection system for electric motors and drives | |
| EP3023212A1 (en) | Vehicle to project concrete | |
| US9145655B2 (en) | Turning drive device | |
| US8297392B2 (en) | Hybrid energy management system | |
| EP2572915A3 (en) | Split serial-parallel hybrid dual-power drive system | |
| US20210108392A1 (en) | A working machine, a work attachment and a combination thereof | |
| CN214786070U (en) | Pump truck | |
| CN109843631B (en) | Power supply system and method for DC motor driving hydraulic pump | |
| KR102292757B1 (en) | Vehicle-mounted networks for electrically powered vehicles and methods of operating vehicle-mounted networks | |
| CN103842226A (en) | Control device for hybrid vehicle | |
| CN111114306A (en) | Construction machine | |
| US20220332206A1 (en) | System for bidirectional electrical energy transfer | |
| JP5101400B2 (en) | Hybrid construction machine | |
| JP5704676B2 (en) | Hybrid work machine | |
| CN110712520A (en) | Power architecture for a vehicle, such as an off Highway vehicle | |
| CN109774496A (en) | A kind of transmission system and quarry tipper of quarry tipper | |
| JP2010004679A (en) | Charging system | |
| PL239513B1 (en) | Independent hybrid propulsion system for multi-purpose machines | |
| CN112248792A (en) | Hybrid power system and engineering machinery | |
| US9981543B2 (en) | Hybrid power module | |
| EP2669110A1 (en) | Mining vehicle | |
| CN111038416A (en) | Direct current power generation and power management system for engineering vehicle | |
| Gökçe et al. | Dynamics and limits of electrical braking |