RU2074475C1 - Емкостно-кинетический накопитель электроэнергии - Google Patents
Емкостно-кинетический накопитель электроэнергии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2074475C1 RU2074475C1 RU94028981/07A RU94028981A RU2074475C1 RU 2074475 C1 RU2074475 C1 RU 2074475C1 RU 94028981/07 A RU94028981/07 A RU 94028981/07A RU 94028981 A RU94028981 A RU 94028981A RU 2074475 C1 RU2074475 C1 RU 2074475C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flywheel
- capacitor bank
- energy
- energy storage
- capacitive
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
Abstract
Использование: в электротехнике, в системах аккумулирования электроэнергии, содержащих механические и электрические накопители энергии. Сущность изобретения: конденсаторная батарея, собранная из последовательно-параллельно включенных импульсных конденсаторов сверхвысокой энергоемкости, конструктивно закреплена на маховике на его периферии, выводы батареи соответствующей полярности подключены к контактным кольцам, установленным на валу маховика и оснащенным щеточно-контактным аппаратом для включения в силовую цепь электрической машины. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, а более точно к системам аккумулирования электроэнергии, содержащем механические и электрические накопители энергии.
Широко известны средства для кратковременного накопления энергии: маховик (накопитель кинетической энергии), емкость (накопление энергии в электростатическом поле) и индуктивность (накопление энергии в электромагнитном поле).
Степень эффективности маховика как накопителя энергии зависит от его размеров и массы, а также от частоты его вращения и диапазона ее изменений, за счет которого и происходит накопление и отдача кинетической энергии. Но по сравнению с индуктивностью и емкостью маховики имеют плотность накапливаемой энергии в десятки-сотни раз больше и используются в электроприводах с ударной нагрузкой (прокатные станы, штампы и др.) и транспортных средствах.
С другой стороны, использование маховика в электромеханической системе возможно лишь при наличии на его валу электромашинного преобразователя энергии, что делает данный способ накопления пригодным в случае относительно малой мощности (см. например, "Rayway Gazette", September, 1976). Поэтому при малых количествах накапливаемой энергии, индуктивность и емкость как накопителя электроэнергии становятся более экономичными, чем маховик. Они включаются в силовую цепь электрической машины.
Для длительного накопления и расходования электроэнергии наиболее подходящим средством являются, как известно, химические источники тока того или иного типа, в том числе аккумуляторы.
Известны также технические решения по электромобилям с гибридным приводом, включающие в состав оборудования кинетические (маховики) и емкостные накопители электроэнергии для увеличения количества накапливаемой энергии при торможении и улучшения динамических качеств электромобиля при использовании химического источника тока в качестве первичного источника электроэнергии (см. например, Автомобильная промышленность США, 1993, N 3, стр. 3).
Использование емкостных накопителей становится эффективным в связи с разработкой за рубежом и в России конденсаторов с двойным электрическим слоем, получившими название в России импульсные конденсаторы сверхвысокой энергоемкости (ИКЭ). Они в наибольшей степени отвечают требованиям по плотностям энергии и мощности, предъявляемым к накопителям электроэнергии для транспортных средств.
Задачей изобретения является создание емкостно-кинетического накопителя с высокой плотностью энергии, конструктивно объединяющего конденсаторную батарею и маховик и сочетающего их достоинства.
Поставленная задача решается тем, что в емкостно-кинетическом накопителе электроэнергии, содержащем конденсаторную батарею, включенную в силовую цепь электрической машины постоянного тока, и маховик, вал которого сопряжен с ее валом через муфту сцепления и механическую передачу, согласно изобретению конденсаторная батарея собрана из последовательно-параллельно соединенных импульсных конденсаторов сверхвысокой энергоемкости и конструктивно объединена с маховиком путем закрепления на его периферической поверхности, а выводы батареи соответствующей полярности подключены к контактным кольцам, каждое из которых установлено на валу маховика и снабжено щеточно-контактным аппаратом для включения в силовую цепь электрической машины.
Отличительными признаками предлагаемого емкостно-кинетического накопителя по сравнению с известными накопителями являются:
конденсаторная батарея собрана из последовательно-параллельно соединенных ИКЭ;
ИКЭ закреплены на периферической поверхности маховика;
выводы соответствующей полярности конденсаторной батареи подключены к контактным кольцам;
каждое контактное кольцо установлено на валу маховика и снабжено щеточно-контактным аппаратом для включения в цепь электрической машины.
конденсаторная батарея собрана из последовательно-параллельно соединенных ИКЭ;
ИКЭ закреплены на периферической поверхности маховика;
выводы соответствующей полярности конденсаторной батареи подключены к контактным кольцам;
каждое контактное кольцо установлено на валу маховика и снабжено щеточно-контактным аппаратом для включения в цепь электрической машины.
При этом повышается плотность аккумулированной электроэнергии (кДж/кг) за счет увеличения энергозапаса накопителя, так как суммируются количество энергии маховика и конденсаторной батареи и снижается их суммарная масса,поскольку ИКЭ с энергозапасом 40-60 кДж и более являются, как правило, материалоемкими и составляют ощутимую долю в массе оборудования транспортного средства, совмещаются с маховиком и участвуют в накоплении кинетической энергии маховиком. Подключение выводов конденсаторной батареи соответствующей полярности к контактным кольцам, установленным на валу маховика и снабженные щеточно-контактным аппаратом, позволяет осуществить включение конденсаторной батареи в цепь емкостно-кинетического накопителя с наименьшими потерями.
На фиг. 1 показана принципиальная электрическая и конструктивная схема емкостно-кинетического накопителя согласно изобретению; на фиг.2 вариант конструктивного объединения маховика с конденсаторной батареей согласно изобретению.
Накопитель содержит электрическую машину постоянного тока независимого возбуждения или с постоянным магнитом 1, вращающуюся с частотой вращения n1, механическую передачу 2, муфту сцепления 3, маховик 4, на периферической поверхности которого установлены конденсаторы 50 собранные в конденсаторную батарею (на фиг.1 представлен вариант с батареей из 6 конденсаторов). На валу маховика 4, вращающегося с частотой n1, установлено контактное кольцо 6 положительной полярности с щеточно-контактным аппаратом 9. Выводы 10 и 11 накопителя служат для его подключения в электромеханическую систему, где требуется аккумулирование электрической и кинетической энергии. Для расширения функциональных возможностей электрическая схема накопителя содержит также выключатели 12 и 13. Выводы конденсаторов 5 одноименной полярности 14 соединены шинами 15 в батарею, каждый вывод 16 которой подсоединен к соответствующему контактному кольцу 6 и 8.
Емкостно-кинетический накопитель работает следующим образом.
При подключенных к электромеханической система выводах 10 и 11 и замкнутых выключателях 12 и 13 электрическая машина 1 работает в режиме двигателя и при сопряженных с помощью механической передачи 2 и муфты 3 валах машины 1 и маховика 4 раскручивает его до частоты вращения n2, заряжая его кинетической энергией. Одновременно, при замкнутом выключателе 13, происходит заряд конденсаторной батареи от источника энергии электромеханической системы по электрической цепи через щеточно-контактный аппарата.
При изменении режима работы электромеханической системы, когда электрическая машина 1 переходит в режим генератора, происходит отдача энергии (разряд) конденсаторной батареи по той же электрической цепи как машине 1, так и электромеханической системе. Одновременно накопленная кинетическая энергия маховика преобразуется с помощью машины 1 в электрическую и возвращается электромеханической системе.
Емкостно-кинетический накопитель имеет более широкие функциональные возможности по сравнению с отдельно взятыми маховиком и конденсаторной батареей. Так при разомкнутом ключе 12 или муфте 3 маховик неподвижен и функционирует в качестве накопителя только конденсаторная батарея. С другой стороны, при разомкнутом ключе 13 не функционирует в качестве накопителя конденсаторная батарея. Таким образом, в зависимости от алгоритма работы электромеханической системы возможно оптимальное (в том числе порционное) использование аккумулируемой энергии.
Предлагаемое изобретение может быть эффективно использовано в транспортных средствах с электромеханической передачей (электромобили, "жиробусы", городской транспорт, электровозы для откачки угля, маневровые суда в гаванях и др.).
Claims (1)
- Емкостно-кинетический накопитель электроэнергии, содержащий конденсаторную батарею, включенную в силовую цепь электрической машины постоянного тока, и маховик, вал которого сопряжен с ее валом через механическую передачу и муфту сцепления, отличающийся тем, что конденсаторная батарея собрана из последовательно-параллельно соединенных импульсных конденсаторов сверхвысокой энергоемкости и конструктивно объединена с маховиком путем закрепления на его периферической поверхности, а выводы батареи соответствующей полярности подключены к контактным кольцам, каждое из которых установлено на валу маховика и оснащено щеточно-контактным аппаратом для включения в силовую цепь электрической машины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94028981/07A RU2074475C1 (ru) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | Емкостно-кинетический накопитель электроэнергии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94028981/07A RU2074475C1 (ru) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | Емкостно-кинетический накопитель электроэнергии |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2074475C1 true RU2074475C1 (ru) | 1997-02-27 |
RU94028981A RU94028981A (ru) | 1997-05-20 |
Family
ID=20159318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94028981/07A RU2074475C1 (ru) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | Емкостно-кинетический накопитель электроэнергии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2074475C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006114656A2 (en) * | 2005-04-28 | 2006-11-02 | Toth Attila | Energy converting circuit |
RU2605085C2 (ru) * | 2012-07-13 | 2016-12-20 | Воббен Пропертиз Гмбх | Способ и устройство для ввода электрической энергии в электрическую сеть электроснабжения |
-
1994
- 1994-08-01 RU RU94028981/07A patent/RU2074475C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Автомобильная промышленность, США, 1993, N 3, с. 3. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006114656A2 (en) * | 2005-04-28 | 2006-11-02 | Toth Attila | Energy converting circuit |
WO2006114656A3 (en) * | 2005-04-28 | 2007-03-15 | Attila Toth | Energy converting circuit |
RU2605085C2 (ru) * | 2012-07-13 | 2016-12-20 | Воббен Пропертиз Гмбх | Способ и устройство для ввода электрической энергии в электрическую сеть электроснабжения |
US9985561B2 (en) | 2012-07-13 | 2018-05-29 | Wobben Properties Gmbh | Method and apparatus for feeding electric energy into an electric supply grid |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94028981A (ru) | 1997-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7768176B2 (en) | Power storage system with low voltage and high voltage windings for a vehicle driving system | |
US4237410A (en) | Regenerative electric motor | |
RU2014106872A (ru) | Гибридная электрическая система | |
JPH11332023A (ja) | 電気自動車用バッテリー | |
Capasso et al. | Integration between super-capacitors and ZEBRA batteries as high performance hybrid storage system for electric vehicles | |
JPH03107532A (ja) | 車両用エネルギー回収装置 | |
CN103144526A (zh) | 一种使用复合电源动力系统的混合动力汽车 | |
CN108146253B (zh) | 一种混合储能的制动能量回收装置的控制方法 | |
CN105305722A (zh) | 磁悬浮储能发电车轮 | |
WO2011067787A1 (en) | Wind based load isolated electrical charging system | |
CN105946543A (zh) | 一种与飞轮电池一体化的功率分流式油电混合动力系统 | |
CN108437827A (zh) | 一种纯电动动力系统 | |
RU2074475C1 (ru) | Емкостно-кинетический накопитель электроэнергии | |
US10580590B2 (en) | High-capacity electrical energy storage device for use in electric and hybrid electric vehicles | |
KR20010089643A (ko) | 하이브리드 구동 장치 | |
CN205105045U (zh) | 磁悬浮储能发电车轮 | |
RU66125U1 (ru) | Емкостно-кинетический источник энергии | |
Ahmed Sher et al. | Power storage options for hybrid electric vehicles—A survey | |
RU40535U1 (ru) | Емкостно-кинетический источник энергии | |
CN103283403A (zh) | 一种混合动力割草机 | |
RU2264307C2 (ru) | Гибридный силовой агрегат | |
JPH08126119A (ja) | 電気自動車 | |
CN206067518U (zh) | 一种基于聚合物锂电池和超级电容的电动汽车电源 | |
CN101257225B (zh) | 汽车用无刷直流发电机/电动机系统 | |
CN102673414B (zh) | 电动汽车节能装置及方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040802 |
|
NF4A | Reinstatement of patent | ||
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20061215 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090802 |