RU2264307C2 - Гибридный силовой агрегат - Google Patents

Гибридный силовой агрегат Download PDF

Info

Publication number
RU2264307C2
RU2264307C2 RU2003129445/11A RU2003129445A RU2264307C2 RU 2264307 C2 RU2264307 C2 RU 2264307C2 RU 2003129445/11 A RU2003129445/11 A RU 2003129445/11A RU 2003129445 A RU2003129445 A RU 2003129445A RU 2264307 C2 RU2264307 C2 RU 2264307C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
source
mechanical energy
energy
electric machine
rotor
Prior art date
Application number
RU2003129445/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003129445A (ru
Inventor
С.В. Никишин (RU)
С.В. Никишин
Original Assignee
Никишин Сергей Владимирович
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 Никишин Сергей Владимирович filed Critical Никишин Сергей Владимирович
Priority to RU2003129445/11A priority Critical patent/RU2264307C2/ru
Priority to PCT/RU2004/000170 priority patent/WO2005030517A1/en
Publication of RU2003129445A publication Critical patent/RU2003129445A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2264307C2 publication Critical patent/RU2264307C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K6/00Arrangement 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
    • B60K6/20Arrangement 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 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement 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 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/30Arrangement 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 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by chargeable mechanical accumulators, e.g. flywheels
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано на транспортных средствах при использовании в их конструкции гибридного силового агрегата и электромеханического привода. Гибридный силовой агрегат содержит источник-накопитель электроэнергии, через систему управления соединенный с несколькими обратимыми электромашинами, источник-накопитель механической энергии, одно или несколько ведущих колес, на которых установлена тормозная система. Хотя бы одна электромашина установлена в корпусе агрегата с возможностью вращения статора и ротора. Ротор имеет возможность кинематического соединения с источником-накопителем механической энергии, а статор - с одним или несколькими ведущими колесами. Технический результат заключается в упрощении конструкции и повышении эффективности работы рекуператора. 2 ил.

Description

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано на транспортных средствах при использовании в их конструкции гибридного силового агрегата и электромеханического привода.
Известна гибридная силовая установка [1], с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), использующегося в качестве источника механической энергии, и электромашиной, установленной в корпусе с возможностью вращения статора и ротора, с помощью которой осуществляется преобразование части механической энергии двигателя внутреннего сгорания в электрическую и передача части механической энергии ДВС на механическую коробку передач. Недостатком этой силовой установки является невысокая эффективность использования ДВС в результате работы ДВС в переходных режимах при неравномерном движении транспортного средства.
Известна схема гибридного силового агрегата транспортного средства с рекуператором энергии [2], содержащая ДВС с электрогенератором, электротрансмисию с мотор-колесами и двухроторный гиромоторный асинхронный рекуператор энергии, использующийся в качестве мощного импульсного источника и накопителя электрической энергии, путем преобразования электрической энергии в механическую, накоплении ее и преобразовании обратно в электрическую. Недостатком этого силового агрегата является сложность его конструкции, а также невысокая эффективность использования рекуператора энергии, использующегося только в режимах торможения и разгона транспортного средства. Последний аналог принимается в качестве прототипа, так как большинство его существенных признаков совпадает с признаками предлагаемого силового агрегата. Целью настоящего предлагаемого изобретения является упрощение конструкции. Указанная цель достигается тем, что гибридный силовой агрегат транспортного средства, содержащий источник-накопитель электроэнергии, через систему управления соединенный с несколькими обратимыми электромашинами, источник-накопитель механической энергии, одно или несколько ведущих колес, на которых установлена тормозная система, отличающийся тем, что хотя бы одна электромашина установлена в корпусе агрегата с возможностью вращения статора и ротора, и ротор этой электромашины имеет возможность кинематического соединения с источником-накопителем механической энергии, а статор с одним и несколькими ведущими колесами.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана принципиальная схема одного из возможных вариантов выполнения гибридного силового агрегата, на фиг.2 показана конструкция одного из возможных вариантов установки обратимой электромашины с возможностью вращения статора и ротора.
Гибридный силовой агрегат содержит источник-накопитель электроэнергии 1, через систему управления 2 связанный с первой 3 и второй 4 электромашиной. Ротор 8 первой электромашины 3 имеют возможность кинематического соединения с источником-накопителем механической энергии 5, а статор 9 с ведущими колесами 6. Тормозная система 7 установлена на ведущие колеса 6. Работает гибридный силовой агрегат транспортного средства следующим образом. В режиме движения с малой скоростью транспортного средства первая электромашина 3 работает в режиме генератора. При этом часть механической энергии источника-накопителя механической энергии 5 преобразуется первой электромашиной 3 в электрическую энергию, которая через систему управления 2 поступает в источник-накопитель электроэнергии 1 и (или) вторую электромашину 4. Другая часть механической энергии источника-накопителя механической энергии 5 передается ведущим колесам 6, при торможении статором ротора электромашины 3, возникающим в результате взаимодействия их магнитных силовых полей. Чем больше механической энергии преобразуется первой электромашиной 3 в электрическую энергию, тем больше взаимодействие магнитных силовых полей статора и ротора и, следовательно, больше механической энергии источника-накопителя механической энергии 5 передается ведущим колесам 6. В режиме движения со средней скоростью транспортного средства первая электромашина 3 работает в режиме электромагнитного тормоза. При этом электрическая энергия через систему управления 2 поступает на первую электромашину 3 от источника-накопителя электроэнергии 1. Часть механической энергии источника-накопителя механической энергии 5 передается ведущим колесам 6 при торможении статором ротора электромашины 3, возникающим в результате взаимодействия их магнитных силовых полей. Чем больше электрической энергии поступает на первую электромашину 3, тем больше взаимодействие магнитных силовых полей ее статора и ротора и, следовательно, больше механической энергии источника-накопителя механической энергии 5 передается ведущим колесам 6.
В режиме разгона или движения с высокой скоростью транспортного средства первая 3 и вторая 4 электромашины работают в режиме двигателя. При этом электрическая энергия через систему управления 2 поступает на первую 3 и вторую 4 электромашины от источника-накопителя электроэнергии 1. На ведущие колеса 6 поступает часть механической энергии источника-накопителя механической энергии 5 и механическая энергия, преобразованная из электрической энергии первой 3 и второй 4 электромашиной.
В режиме остановки первая электромашина 3 работает в режиме двигателя. Электрическая энергия через систему управления 2 поступает на первую электромашину 3 от источника-накопителя электроэнергии 1. В этом режиме тормозная система 7 транспортного средства должна блокировать ведущие колеса 6. При этом происходит накопление механической энергии, преобразованной первой электромашиной 3 из электрической энергии источника-накопителя электроэнергии 1, в источнике-накопителе механической энергии 5. В режиме заднего хода первая электромашина 3 работает в режиме двигателя. Электрическая энергия через систему управления 2 поступает на первую электромашину 3 от источника-накопителя электроэнергии 1. В этом режиме тормозная система 7 транспортного средства не должна блокировать ведущие колеса 6. При этом происходит накопление части механической энергии, преобразованной первой электромашиной 3 из электрической энергии источника-накопителя электроэнергии 1, в источнике-накопителе механической энергии 5. Другая часть тратится на движение транспортного средства в режиме заднего хода. В режиме плавного торможения вторая электромашина 4 работает в режиме генератора. При этом происходит рекуперация энергии при торможении транспортного средства. Выработанная электрическая энергия поступает через систему управления 2 в источник-накопитель электроэнергии 1. Использование источника-накопителя механической энергии, который представляет собой объединенное в одно устройство источник и накопитель механической энергии, позволяет по сравнению с аналогами упростить конструкцию, повысить эффективность использования источника механической энергии при изменяющейся нагрузки на силовой агрегат во время, например, неравномерного движения транспортного средства, а также повысить эффективность использования накопителя механической энергии.
В качестве источника-накопителя механической энергии 5 может быть использован маховичный накопитель [4] или комбинация маховичного накопителя и кинематически связанного с ним двигателя, использующегося в качестве источника механической энергии, например двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, возможно использование в качестве маховичного накопителя вращающихся частей теплового двигателя и (или) первой электромашины 3. В качестве маховичного накопителя может быть использован супермаховик [4], изготовленный навивкой из волокон или лент на упругий центр. Удельная механическая энергия накопления такого маховика на порядок больше значений данного параметра для лучших монолитных маховиков, к тому же он обладает свойством безопасного разрыва, не дающего осколков. В качестве источника-накопителя электроэнергии может быть использована батарея электрических конденсаторов и (или) батарея аккумуляторов, например свинцово-кислотных и их комбинация вместе с источником электроэнергии. В качестве источника электроэнергии может быть использован топливный элемент. Для транспортного средства с внешним источником электроэнергии, например трамвая, троллейбуса или электровоза, возможно применение этого источника в качестве источника электроэнергии.
Конструкции обратимой электромашины хорошо известны. В качестве обратимой электромашины может быть использована машина постоянного тока [3]. Такая машина может работать как генератор и как реверсивный двигатель. В качестве тормозной системы может быть использована механическая система торможения, например обычная гидравлическая. На фиг.2 показана конструкция одного из возможных вариантов установки обратимой электромашины с возможностью вращения статора и ротора. Конструкция содержит раму 10, на которой на подшипниках 12 и 13 установлена обратимая электромашина. Корпус электромашины 11, внутри которого закреплен статор 9, посредством вала 14 связан с ведущими колесами 6. Ротор 8 электромашины посредством вала 15 связан с источником-накопителем механической энергии 5. Электрическая связь между системой управления 2 и электромашиной осуществляется посредством щеток 16 и установленных на корпусе вала 14 токосъемных колец 17.
Вторая электромашина может быть установлена внутри мотор-колеса [2] или по стандартной схеме - статор закрепляется в корпусе агрегата, а ротор кинематически связан с ведущим колесом.
Предлагаемый силовой агрегат может найти широкое применение в транспортных средствах, особенно для движения в городских условиях, когда имеют место частые и длительные остановки.
Источники информации
1. Изобретение DE №3338548, МПК В 60 К 1/00, 24.10.1983.
2. Изобретение RU №2184660, МПК В 60 К 6/00, 29.01.2001.
3. Волков Н.И., Миловзоров В.П. Электромашинные устройства автоматики. - М.: Высшая школа, 1986.
4. Гулиа Н.В. Накопители энергии. - М.: Наука, 1980, - 150 с.

Claims (1)

  1. Гибридный силовой агрегат, содержащий источник-накопитель электроэнергии, через систему управления соединенный с несколькими обратимыми электромашинами, источник-накопитель механической энергии, одно или несколько ведущих колес, на которых установлена тормозная система, отличающийся тем, что хотя бы одна электромашина установлена в корпусе агрегата с возможностью вращения статора и ротора и ротор имеет возможность кинематического соединения с источником-накопителем механической энергии, а статор - с одним или несколькими ведущими колесами.
RU2003129445/11A 2003-10-01 2003-10-01 Гибридный силовой агрегат RU2264307C2 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003129445/11A RU2264307C2 (ru) 2003-10-01 2003-10-01 Гибридный силовой агрегат
PCT/RU2004/000170 WO2005030517A1 (en) 2003-10-01 2004-04-28 Hybrid power unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003129445/11A RU2264307C2 (ru) 2003-10-01 2003-10-01 Гибридный силовой агрегат

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003129445A RU2003129445A (ru) 2004-10-20
RU2264307C2 true RU2264307C2 (ru) 2005-11-20

Family

ID=34388584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003129445/11A RU2264307C2 (ru) 2003-10-01 2003-10-01 Гибридный силовой агрегат

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2264307C2 (ru)
WO (1) WO2005030517A1 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009058048A1 (fr) 2007-10-30 2009-05-07 Vladimir Vladimirovich Drujkov Variateur hybride à variation continue à commande numérique pour machines électriques
WO2009113915A2 (ru) 2008-03-11 2009-09-17 Tsyganov Oleg Anatolievich Гибридный привод транспортного средства
RU2458803C1 (ru) * 2008-07-09 2012-08-20 Хонда Мотор Ко., Лтд Силовая установка
RU2461471C2 (ru) * 2007-03-16 2012-09-20 Пьяджио и К. С.п.А. Гибридная двигательная и трансмиссионная система для мотоциклов
RU2475377C2 (ru) * 2008-11-21 2013-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени" научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" Комбинированная (гибридная) энергоустановка транспортного средства на базе топливных элементов
RU2484984C2 (ru) * 2007-11-07 2013-06-20 Пежо Ситроен Отомобиль Са Устройство силовой передачи между выходом теплового двигателя и валом колеса и использование этого устройства

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220176937A1 (en) * 2019-04-12 2022-06-09 Weichai Power Co., Ltd. Control method and system for hybrid power system
JP7379527B2 (ja) 2019-04-12 2023-11-14 ウェイチャイ パワー カンパニー リミテッド ハイブリッドシステム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2916816A1 (de) * 1979-04-26 1980-11-20 Volkswagenwerk Ag Anordnung zum antrieb der lichtmaschine eines fahrzeugs, insbesondere eines personenkraftfahrzeugs
DE3338548A1 (de) * 1983-10-24 1985-05-02 Volkswagenwerk Ag Hybrid-antriebsanordnung
RU2025870C1 (ru) * 1991-07-31 1994-12-30 Владик Завенович Туманян Электрический двигатель
RU2094250C1 (ru) * 1996-04-15 1997-10-27 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Электропривод автономного транспортного средства
RU2184040C1 (ru) * 2001-01-29 2002-06-27 Леонов Владимир Семенович Комбинированный силовой энергетический агрегат для автомобиля и трактора с электротрансмиссией и мотор-колесами (варианты)
RU2184660C1 (ru) * 2001-01-29 2002-07-10 Леонов Владимир Семенович Способ рекуперации кинетической энергии и транспортное средство с рекуператором (варианты)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461471C2 (ru) * 2007-03-16 2012-09-20 Пьяджио и К. С.п.А. Гибридная двигательная и трансмиссионная система для мотоциклов
WO2009058048A1 (fr) 2007-10-30 2009-05-07 Vladimir Vladimirovich Drujkov Variateur hybride à variation continue à commande numérique pour machines électriques
RU2484984C2 (ru) * 2007-11-07 2013-06-20 Пежо Ситроен Отомобиль Са Устройство силовой передачи между выходом теплового двигателя и валом колеса и использование этого устройства
WO2009113915A2 (ru) 2008-03-11 2009-09-17 Tsyganov Oleg Anatolievich Гибридный привод транспортного средства
RU2458803C1 (ru) * 2008-07-09 2012-08-20 Хонда Мотор Ко., Лтд Силовая установка
RU2475377C2 (ru) * 2008-11-21 2013-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени" научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" Комбинированная (гибридная) энергоустановка транспортного средства на базе топливных элементов

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005030517A1 (en) 2005-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10350984B2 (en) Induction motor-permanent magnet generator tandem configuration starter-generator for hybrid vehicles
CN101090221B (zh) 无刷双转子电机
KR100369135B1 (ko) 하이브리드 전기 자동차용 동력 전달 장치
CN105024509B (zh) 四轮驱动电动汽车的双转子轮毂电机及其动力传递方法
EP0058659B1 (en) Electric drive train for a vehicle
JP4947124B2 (ja) 車載動力伝達システム
CN1970359A (zh) 一种充电式混合动力电动汽车的动力系统
CN101318460A (zh) 混合动力汽车动力总成
JP2013095414A (ja) ハイブリッド車両用システム
CN101722827B (zh) 动力合成与分配装置和包括该装置的混合动力驱动系统
CN1319770C (zh) 并联式混合动力汽车用电机
US20110068648A1 (en) Energy storage and generation system for an electrically powered motorized vehicle
CN201001064Y (zh) 混合动力汽车用复合飞轮电池
RU2264307C2 (ru) Гибридный силовой агрегат
Yang et al. An electric gearshift with ultracapacitors for the power train of an electric vehicle with a directly driven wheel motor
CN101659204B (zh) 一种混合动力驱动系统及其驱动方法
RU2280940C1 (ru) Электромеханический силовой агрегат
CN201041971Y (zh) 嵌套式永磁同步电机
CN101716877A (zh) 一种混合动力驱动系统
CN202278967U (zh) 一体式混合动力电动汽车驱动总成
CN200941576Y (zh) 并联式混合动力汽车用电机
CN113022293A (zh) 基于一种双转子电机的混合动力系统
CN205086698U (zh) 安培力刹车装置及包括其的能量回收系统
CN209776182U (zh) 新能源汽车的混合动力系统
RU157032U1 (ru) Комбинированная энергетическая установка транспортного средства

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051002