RU2335080C2 - Система для накопления энергии - Google Patents

Система для накопления энергии Download PDF

Info

Publication number
RU2335080C2
RU2335080C2 RU2005118992/11A RU2005118992A RU2335080C2 RU 2335080 C2 RU2335080 C2 RU 2335080C2 RU 2005118992/11 A RU2005118992/11 A RU 2005118992/11A RU 2005118992 A RU2005118992 A RU 2005118992A RU 2335080 C2 RU2335080 C2 RU 2335080C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
energy
winding
rotor
stator
energy storage
Prior art date
Application number
RU2005118992/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005118992A (ru
Inventor
Матс ЛЕЙЁН (SE)
Матс Лейён
Ханс БЕРНХОФФ (SE)
Ханс Бернхофф
Бьёрн БОЛУНД (SE)
Бьёрн БОЛУНД
Original Assignee
Упсала Пауэр Менеджмент Консалтантс Аб
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 Упсала Пауэр Менеджмент Консалтантс Аб filed Critical Упсала Пауэр Менеджмент Консалтантс Аб
Publication of RU2005118992A publication Critical patent/RU2005118992A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2335080C2 publication Critical patent/RU2335080C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/02—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/02—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
    • H02K7/025—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels for power storage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT 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
    • B60K6/00—Arrangement 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
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/10—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
    • B60K6/105—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel the accumulator being a flywheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT 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
    • B60K6/00—Arrangement 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
    • B60K6/20—Arrangement 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
    • B60K6/22—Arrangement 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
    • B60K6/30—Arrangement 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
    • 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
    • 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
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • 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)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системе для накопления энергии, которая предназначена для привода транспортного средства. Накопитель энергии имеет статор с двумя обмотками и по меньшей мере один ротор с устройством, создающим магнитный поток. Ротор соединен с маховиком, предназначенным для накопления энергии. Две обмотки статора рассчитаны, соответственно, одна на высокое, а другая - на низкое напряжение. Накопитель энергии выполнен с возможностью передачи энергии к электрическому блоку и от него, а также для накопления в маховике энергии, передаваемой от электрического блока.Технический результат заключается в повышении КПД, обеспечении быстродействия и надежности. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область применения изобретения
Данное изобретение относится к системе для накопления энергии, которая предназначена для накопления и передачи мощности к приводу транспортного средства и от него. Данная система содержит накопитель энергии со статором, имеющим обмотку, и по меньшей мере одним ротором с устройством, создающим магнитный поток. Ротор соединен по меньшей мере с одним маховиком, предназначенным для накопления по меньшей мере в одной вращающейся массе энергии в виде кинетической энергии. Привод содержит электрический блок, а накопитель энергии выполнен с возможностью передачи энергии к указанному электрическому блоку и от него.
Предпосылки изобретения
Системы для накопления энергии, содержащие маховик, которому сообщается энергия от привода и который в результате служит в качестве источника энергии, например, для электродвигателя, применяются, в частности, в приводах, таких как трансмиссия транспортного средства. Однако существующие системы имеют ограничения, поскольку способность накапливать энергию ограничена многими факторами, например весом системы, требованиями надежности, наличием подходящих материалов, а также пригодностью соответствующих приводов для сообщения энергии маховику и отбора энергии от него. Известен накопитель энергии в трансмиссии гибридного транспортного средства, которым, например, может быть аккумулятор и/или топливный бак, электродвигатель привода и/или двигатель внутреннего сгорания.
Для обеспечения возможности использования энергии при торможении транспортного средства, например автомобиля или поезда, требуется быстродействующая система, способная управлять передачей и накоплением больших мощностей. Чем сильнее торможение, тем большей мощностью должна быть способна управлять система для использования энергии.
В патенте США №5931249 показана известная система, предназначенная для накопления кинетической энергии. Устройство, описанное в данном документе, содержит маховик, предназначенный, соответственно, для накопления и подачи энергии, который объединен с электрическим блоком, работающим, соответственно, в качестве двигателя и генератора в зависимости от того, подается энергия к маховику или от него. При использовании данной системы в транспортном средстве это транспортное средство в короткие промежутки времени может приводиться в движение от маховика. Маховик вращается при высокой скорости в вакууме. При использовании описанной системы необходимы большие токи, что приводит к большим потерям при управлении большой мощностью. Поэтому известная система является не пригодной для больших мощностей.
Существующие в настоящее время аккумуляторы имеют ограничения в отношении энергии, которую они выдерживают. Это приводит к тому, что время зарядки транспортного средства, питаемого от аккумулятора, достигает, как правило, нескольких часов. Транспортное средство, которое питается от аккумулятора, можно приводить в движение только на ограниченной дистанции, после чего транспортное средство должно быть доставлено к заправочной станции, где в течение относительно длительного периода времени выполняется его подзарядка, прежде чем данное транспортное средство снова приобретает некоторый запас хода, обычно в пределах 100 км.
Сущность изобретения
Изобретение в соответствии с данной заявкой предназначено для создания системы для накопления энергии, которая предназначена для накопления и подачи энергии в привод транспортного средства с решением указанных выше проблем. Данная система содержит накопитель энергии, имеющий статор с двумя обмотками, и ротор с устройством, создающим магнитный поток. Первая обмотка статора рассчитана на низкое напряжение и предназначена для передачи энергии малой мощности, в то время как вторая обмотка рассчитана на высокое напряжение и предназначена для передачи большой мощности. Ротор соединен с маховиком, предназначенным для накопления кинетической энергии по меньшей мере в одной вращающейся массе. Система для накопления энергии выполнена с возможностью передачи энергии в обоих направлениях между накопителем энергии и электрическим блоком, входящим в состав привода. При выборе статора с высоковольтной обмоткой в системе возможна передача большой мощности в обоих направлениях. Благодаря этому обстоятельству система становится очень быстродействующей и способна управлять мощностью, которая развивается во время быстрых динамических процессов.
Под низким напряжением понимается напряжение ниже 380 В, а под высоким напряжением понимается напряжение, превышающее 380 В.
В предпочтительном варианте выполнения указанная первая обмотка выполнена с возможностью работы при напряжении в диапазоне 6-50 В.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения указанная вторая обмотка выполнена с возможностью работы при напряжении в диапазоне 1-24 кВ.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения по меньшей мере одна из указанных обмоток содержит проводник, окруженный первым полупроводниковым слоем, который затем окружен слоем закрепленной изоляции, а указанный первый слой закрепленной изоляции затем окружен вторым полупроводниковым слоем. Благодаря такому типу изоляционной системы обмотки возможна передача очень большой мощности.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения в состав указанного привода входит накопитель энергии, который может быть аккумулятором, соединенным с электрическим блоком привода. Энергия может быть передана от одного накопителя энергии к другому накопителю энергии и наоборот. При расположении обмоток в статоре таким образом, что ими можно управлять совершенно независимо друг от друга, в любой момент времени в приводе возможно оптимальное использование аккумулятора для разрядки и подзарядки. Когда гибридное транспортное средство приводится в движение в состоянии, когда аккумулятор находится в рабочем режиме, то есть когда не используется двигатель транспортного средства, работающий на топливе, например, при движении автобуса в городской среде, быстроразвивающимися процессами, требующими высокой мощности, можно управлять посредством накопителя мощности/маховика, несмотря на то, что во время работы аккумулятора к приводу непрерывно подается энергия через аккумулятор транспортного средства. Таким образом, при быстрых и сильных торможениях энергия подается к маховику для накопления и поступает от него при возникновении необходимости в энергии, например, при изменениях вращающего момента или необходимости быстрого ускорения транспортного средства.
Кроме того, благодаря тому факту, что обе обмотки статора предназначены для работы, соответственно, при высоком и низком напряжении, система позволяет очень быстро подавать энергию к маховику и отводить ее от него посредством высоковольтной обмотки, в то время как подача и отвод энергии от аккумулятора осуществляются при соответствующем напряжении через низковольтную обмотку статора. Поскольку данные обмотки работают совершенно независимо друг от друга, то нагрузку аккумулятора можно настроить благоприятным образом для режима работы и срока службы аккумулятора. Далее, в любой момент времени аккумулятор может работать в свойственном ему режиме, в то время как быстрые и требующие энергию изменения в работе, например ускорения и сильные торможения, управляются посредством маховика и высоковольтной обмотки статора, что позволяет быстро передать энергию за очень короткое время к маховику системы и от нее.
В предпочтительном варианте выполнения маховик заряжается энергией, которая передается от внешнего источника. В питаемом от аккумулятора транспортном средстве за счет использования привода, содержащего предлагаемую систему для накопления энергии, аккумулятор транспортного средства может, с одной стороны, подзаряжаться обычным способом на заправочной станции, а, с другой стороны, маховик может в максимальной степени заряжаться энергией. Во время работы энергия, накопленная в маховике, может затем использоваться для движения транспортного средства, значительно увеличивая тем самым запас хода транспортного средства, или, в другом варианте, энергия может использоваться для непрерывной подзарядки аккумулятора транспортного средства. В таком случае аккумулятор может заряжаться непрерывно во время более длительного периода времени, при этом значительно укорачивается время простоя на заправочной станции.
В предпочтительном варианте выполнения указанное устройство, создающее магнитный поток в роторе, содержит постоянные магниты.
В другом предпочтительном варианте выполнения указанное устройство, создающее магнитный поток в роторе, содержит короткозамкнутую обмотку.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения указанный ротор установлен на магнитных опорах.
В другом предпочтительном варианте выполнения ротор установлен и на магнитных опорах и на подшипниках скольжения.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения намотка указанного статора выполнена с воздушным зазором.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения указанный накопитель энергии выполнен с гироскопической подвеской. При выборе накопителя мощности с гироскопической подвеской характеристики привода транспортного средства будут затронуты лишь в небольшом объеме.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения маховик содержит по меньшей мере две вращающиеся массы, которые расположены с возможностью вращения в противоположных направлениях по отношению друг к другу. При использовании масс, вращающихся в противоположных направлениях, силы, возникающие в системе при их вращении, сведены к минимуму.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения ротор содержит первый сердечник, второй сердечник, а также третий сердечник. Первая обмотка расположена в воздушном зазоре между первым и вторым сердечниками, а вторая обмотка расположена в воздушном зазоре между вторым и третьим сердечниками. Благодаря такой конструкции первая и вторая обмотки изолированы друг от друга по магнитному потоку и, следовательно, могут работать совершенно независимо друг от друга.
Предлагаемая система может использоваться совместно с любым транспортным средством, например с автомобилем, поездом, самолетом, кораблем. Вышеописанная система имеет высокий коэффициент полезного действия, превышающий 90%, при этом она обладает быстродействием в диапазоне нескольких миллисекунд. Система компактна, надежна и долговечна, что является необходимым условием для ее использования в неблагоприятных окружающих условиях, которые являются обычными для большинства типов транспортных средств. Система способна создавать и поглощать большие мощности.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 изображает привод транспортного средства, содержащего предлагаемую систему для накопления энергии;
фиг.2 изображает еще один привод транспортного средства, содержащего предлагаемую систему для накопления энергии;
фиг.3 изображает накопитель энергии, который входит в состав предлагаемой системы;
фиг.4 изображает вариант выполнения статора, входящего в состав накопителя энергии.
Подробное описание предпочтительных вариантов изобретения
На фиг.1 показана предлагаемая система для накопления энергии. Накопитель 20 энергии, содержащий статор 24 и ротор 21, который соединен с маховиком 22, выполнен с возможностью передачи энергии через первый преобразователь 10, линию 13 передачи постоянного тока и второй преобразователь 11 к электрическому блоку 12 и от него. Маховик 22 содержит вращающуюся массу 23. При передаче энергии в случае, например, торможения транспортного средства с электроприводом от электрического блока 12 к накопителю 20 энергии блок 12 работает в качестве генератора, и мощность передается от блока 12 через преобразователь 11, линию 13 передачи постоянного тока и преобразователь 10 к обмотке (на чертеже не показана), которая входит в состав статора 24, и далее накапливается в маховике 22 в виде кинетической энергии во вращающейся массе 23. При необходимости кинетическая энергия, накопленная во вращающейся массе 23, затем может быть передана соответствующим образом к электрическому блоку. Далее электрический блок работает в качестве электродвигателя. Эта система может использоваться в трансмиссии транспортного средства, при этом накопитель 20 энергии используется как в качестве буфера мощности, так и буфера энергии. Статор содержит две обмотки, причем первая обмотка рассчитана на низкое напряжение для передачи энергии малой мощности, в то время как вторая обмотка рассчитана на высокое напряжение для передачи большой мощности. Обмотка статора, в которой происходит передача большой мощности, выполнена с возможностью работы при высоком напряжении, превышающем 380 В, предпочтительней в диапазоне 1-24 кВ. При указанной схеме можно подавать к накопителю 20 энергии и отводить от него очень большую энергию. Благодаря этому система способна управлять большими мощностями, которые возникают, например, в процессе сильных торможений.
На фиг.2. показана система, содержащая накопитель 14 энергии, который может быть аккумулятором, топливным элементом или другим источником химически накопленной энергии, например топливным баком двигателя внутреннего сгорания, и накопитель 20 энергии, содержащий статор 24 и ротор 21, соединенный с маховиком 22, имеющим вращающуюся массу 23. Статор 24 имеет первую и вторую обмотки (на чертеже не показаны). Соответствующие обмотки выполнены с возможностью работы, соответственно, при низком напряжении и высоком напряжении. Под низким напряжением понимается напряжение ниже 380 В, а под высоким напряжением понимается напряжение, превышающее 380 В. Ротор 21 имеет соответствующее устройство, создающее магнитный поток, например постоянные магниты или индукционную обмотку. Маховик 22 предназначен для накопления мощности и ее быстрой передачи к приводу и от него. Кроме того, система для накопления энергии содержит два преобразователя 10 и 11, содержащих промежуточную линию 13 передачи постоянного тока. Один из преобразователей, а именно преобразователь 11, выполнен в соединении с электрическим блоком 12. Так же как и в системе, показанной на фиг.1, электрический блок 12 работает либо в качестве двигателя, либо в качестве генератора в зависимости от текущего режима работы. В процессе торможения транспортного средства, снабженного этой системой, блок 12 работает в качестве генератора, а созданная энергия передается через преобразователь 11 и линию 13 передачи постоянного тока, которая может работать при высоком напряжении, например при 1,2 кВ, через преобразователь 10 к высоковольтной обмотке статора и далее к накопителю 20 энергии, где энергия накапливается в виде кинетической энергии во вращающейся массе 23 маховика. Благодаря тому что энергия передается при высоком напряжении от высоковольтной обмотки статора, возможно использование и накопление большой энергии, например энергии торможения при сильном торможении транспортного средства. Энергия, аккумулированная в маховике, затем может быть использована в быстроразвивающихся процессах, таких как изменения вращающего момента или быстрое ускорение транспортного средства, когда энергия от маховика очень быстро может быть возвращена обратно в привод через высоковольтную обмотку статора. В альтернативном варианте, в случае когда накопитель 14 энергии образован аккумулятором, энергия, накопленная в маховике, может быть использована для подзарядки аккумулятора. Затем энергия передается при низкой мощности и низком напряжении к аккумулятору через низковольтную обмотку статора.
На фиг.3 показан накопитель энергии, который образован из обеих вышеописанных систем, показанных на фиг.1 и фиг.2. Ротор 21 установлен на опорном подшипнике 25 и направляющем подшипнике 26, соответственно. Данные подшипники могут быть обычными подшипниками или магнитными или сочетанием магнитных подшипников и подшипников скольжения. Ротор 21 соединен с маховиком 22, имеющим вращающуюся массу 23. Кроме того, накопитель энергии содержит статор 24, имеющий первую и вторую обмотки (на чертеже не показаны). Во время работы мощность через одну из обмоток статора передается между статором 24 и ротором 21 и, следовательно, маховиком 22, имеющим вращающуюся массу 23.
На фиг.4 показан вариант статора 24, намотка которого выполнена с воздушным зазором. Первая обмотка 31 расположена между первым и вторым сердечниками 32, 33 ротора. Вторая обмотка 31 расположена между вторым сердечником 33 и третьим сердечником 34 ротора. Благодаря такой конструкции первая 30 и вторая 31 обмотки изолированы друг от друга по магнитному потоку и, следовательно, могут управляться совершенно независимо друг от друга. Стрелками 35 показано направление магнитного поля.
Работа статора и ротора накопителя мощности возможна как при радиальном, так и при осевом направлении магнитного потока.
Данное изобретение не ограничивается вышеупомянутыми вариантами выполнения, приведенными в качестве примеров, оно также может быть видоизменено в пределах общей идеи данного изобретения, описанной в прилагаемой формуле изобретения.

Claims (17)

1. Система для накопления энергии, предназначенная для передачи энергии к приводу транспортного средства и от этого привода, содержащего по меньшей мере один электрический блок (12), содержащая накопитель (20) энергии, имеющий статор (24) с обмотками и по меньшей мере один ротор (21) с устройством, создающим магнитный поток, соединенный по меньшей мере с одним маховиком (22), предназначенным для накопления энергии в виде кинетической энергии по меньшей мере в одной вращающейся массе (23), причем указанный накопитель (20) энергии выполнен с возможностью передачи энергии к указанному электрическому блоку (12) и от него, отличающаяся тем, что статор (24) содержит по меньшей мере одну первую обмотку (30), выполненную с возможностью работы при низком напряжении, а также вторую обмотку (31), выполненную с возможностью работы при высоком напряжении, причем указанные первая и вторая обмотки выполнены с возможностью работы независимо друг от друга.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один накопитель (14) энергии, который соединен с указанным электрическим блоком (12), а накопитель (20) энергии выполнен с возможностью передачи энергии к накопителю (14) энергии и от него.
3. Система по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что указанный накопитель (20) энергии выполнен с возможностью приема энергии, поданной от внешнего источника.
4. Система по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что указанное устройство в роторе (21), создающее магнитный поток, содержит постоянные магниты.
5. Система по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что указанное устройство в роторе (21), создающее магнитный поток, содержит короткозамкнутую обмотку.
6. Система по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что ротор (21) установлен на магнитных опорах.
7. Система по п.6, отличающаяся тем, что ротор (21) также установлен на подшипниках скольжения.
8. Система по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что указанная первая обмотка (30) выполнена с возможностью работы при напряжении ниже 380 В.
9. Система по п.8, отличающаяся тем, что указанная первая обмотка (30) выполнена с возможностью работы при напряжении в диапазоне 6-50 В.
10. Система по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что указанная вторая обмотка (31) выполнена с возможностью работы при напряжении, превышающем 380 В.
11. Система по п.10, отличающаяся тем, что указанная вторая обмотка (31) выполнена с возможностью работы при напряжении в диапазоне 1-24 кВ.
12. Система по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что обмотка указанного статора (24) выполнена с воздушным зазором.
13. Система по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что накопитель (20) энергии выполнен с гироскопической подвеской.
14. Система по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что маховик (22) содержит две вращающиеся массы (23), расположенные с возможностью вращения в противоположных направлениях по отношению друг к другу.
15. Система по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна из указанных обмоток (30, 31) содержит проводник, окруженный первым полупроводниковым слоем, причем указанный первый полупроводниковый слой окружен слоем закрепленной изоляции, а указанный первый слой закрепленной изоляции окружен вторым полупроводниковым слоем.
16. Система по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что указанный ротор (24) содержит первый сердечник (32), второй сердечник (33), а также третий сердечник (34), причем первая обмотка (30) статора расположена между указанными первым (32) и вторым (33) сердечниками, а вторая обмотка (31) статора расположена между указанными вторым (33) и третьим (34) сердечниками.
17. Транспортное средство, оборудованное системой для накопления энергии по любому из пп.1-16.
RU2005118992/11A 2002-11-18 2003-11-17 Система для накопления энергии RU2335080C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0203434-6 2002-11-18
SE0203434A SE524541C2 (sv) 2002-11-18 2002-11-18 Effektlagringssystem samt fordon försett med ett sådant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005118992A RU2005118992A (ru) 2006-05-27
RU2335080C2 true RU2335080C2 (ru) 2008-09-27

Family

ID=20289626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005118992/11A RU2335080C2 (ru) 2002-11-18 2003-11-17 Система для накопления энергии

Country Status (18)

Country Link
US (1) US7768176B2 (ru)
EP (1) EP1565337B1 (ru)
JP (1) JP4188918B2 (ru)
KR (1) KR101009581B1 (ru)
CN (1) CN1310779C (ru)
AT (1) ATE368587T1 (ru)
AU (1) AU2003280910A1 (ru)
BR (1) BR0316371B1 (ru)
CA (1) CA2506228C (ru)
CY (1) CY1106946T1 (ru)
DE (1) DE60315342T2 (ru)
DK (1) DK1565337T3 (ru)
ES (1) ES2291704T3 (ru)
PT (1) PT1565337E (ru)
RU (1) RU2335080C2 (ru)
SE (1) SE524541C2 (ru)
SI (1) SI1565337T1 (ru)
WO (1) WO2004045884A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560233C1 (ru) * 2011-09-29 2015-08-20 Дзе Гейтс Корпорейшн Маховиковая гибридная система

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE524541C2 (sv) * 2002-11-18 2004-08-24 Uppsala Power Man Consultants Effektlagringssystem samt fordon försett med ett sådant
US8654815B1 (en) 2004-04-02 2014-02-18 Rearden, Llc System and method for distributed antenna wireless communications
US9819403B2 (en) 2004-04-02 2017-11-14 Rearden, Llc System and method for managing handoff of a client between different distributed-input-distributed-output (DIDO) networks based on detected velocity of the client
US10277290B2 (en) 2004-04-02 2019-04-30 Rearden, Llc Systems and methods to exploit areas of coherence in wireless systems
US9826537B2 (en) 2004-04-02 2017-11-21 Rearden, Llc System and method for managing inter-cluster handoff of clients which traverse multiple DIDO clusters
US10425134B2 (en) 2004-04-02 2019-09-24 Rearden, Llc System and methods for planned evolution and obsolescence of multiuser spectrum
US9685997B2 (en) 2007-08-20 2017-06-20 Rearden, Llc Systems and methods to enhance spatial diversity in distributed-input distributed-output wireless systems
US8307922B2 (en) 2005-05-24 2012-11-13 Rearden, Llc System and method for powering an aircraft using radio frequency signals and feedback
US8469122B2 (en) 2005-05-24 2013-06-25 Rearden, Llc System and method for powering vehicle using radio frequency signals and feedback
US7825554B2 (en) * 2005-09-20 2010-11-02 Bastian Family Holdings, Inc. Stabilizing power source for a vehicle
US20100193270A1 (en) * 2007-06-21 2010-08-05 Raymond Deshaies Hybrid electric propulsion system
DE102007033575A1 (de) * 2007-07-19 2009-03-12 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Antriebsstrang, Hybridfahrzeug und Betriebsverfahren
US9776497B2 (en) * 2011-09-26 2017-10-03 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle driving system
US8922081B2 (en) * 2012-04-03 2014-12-30 The Boeing Company Nested-rotor open-core flywheel
US8981727B2 (en) 2012-05-21 2015-03-17 General Electric Company Method and apparatus for charging multiple energy storage devices
US11189917B2 (en) 2014-04-16 2021-11-30 Rearden, Llc Systems and methods for distributing radioheads
WO2014101302A1 (zh) * 2012-12-31 2014-07-03 兰州金福乐生物工程有限公司 一种具有发电储电功能的运载工具
US10488535B2 (en) 2013-03-12 2019-11-26 Rearden, Llc Apparatus and method for capturing still images and video using diffraction coded imaging techniques
US9923657B2 (en) 2013-03-12 2018-03-20 Rearden, Llc Systems and methods for exploiting inter-cell multiplexing gain in wireless cellular systems via distributed input distributed output technology
US9973246B2 (en) 2013-03-12 2018-05-15 Rearden, Llc Systems and methods for exploiting inter-cell multiplexing gain in wireless cellular systems via distributed input distributed output technology
US10547358B2 (en) 2013-03-15 2020-01-28 Rearden, Llc Systems and methods for radio frequency calibration exploiting channel reciprocity in distributed input distributed output wireless communications
AT514175B1 (de) * 2013-03-19 2021-01-15 Engel Austria Gmbh Energieversorgungsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine
US9577557B2 (en) * 2013-10-18 2017-02-21 Abb Schweiz Ag Turbine-generator system with DC output
CN105270154B (zh) * 2014-06-09 2019-07-05 徐立民 带单极直流电磁传动机的车辆用燃料发动机和飞轮混合动力系统
SG11201610929SA (en) * 2014-06-30 2017-01-27 Kerbs Autotech Pty Ltd Digitally controlled motor device with storage
US10270305B2 (en) 2015-12-07 2019-04-23 Hamilton Sundstrand Corporation Motor-generator with multiple stator windings
JP5966210B1 (ja) * 2015-12-11 2016-08-10 株式会社Ｆｌｙｃｏｎｖｅｒ フライホイールおよびその製造方法並びに発電装置
CN106985679A (zh) * 2016-01-20 2017-07-28 大陆汽车投资（上海）有限公司 电动汽车用节能装置
US10381886B2 (en) 2016-08-01 2019-08-13 Hamilton Sundstrand Corporation Motor-generator with radial-flux double-sided stator
CN106218420A (zh) * 2016-08-09 2016-12-14 南方科技大学 电动汽车用电力驱动与飞轮储能混合装置及其储能方法
US10730394B2 (en) * 2016-10-04 2020-08-04 Ford Global Technologies, Llc Electromechanical integrated machine for electrified vehicles
CN111900848B (zh) * 2020-08-11 2023-04-07 哈尔滨工业大学 三绕组轴向磁场多相飞轮脉冲发电机系统

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2297513A1 (fr) * 1975-01-09 1976-08-06 Motorola Automobile Alternateur a un seul stator et deux enroulements produisant un courant de sortie compose
GB1552656A (en) * 1976-07-26 1979-09-19 Nat Res Dev Electric motors or generators
US4211945A (en) * 1977-10-20 1980-07-08 Gen-Tech, Inc. Multi-voltage and multi-frequency alternator/generator of modular construction
DE3152165D2 (en) * 1980-07-04 1982-07-29 Eklama Schaltanlagenbau Gmbh Driving device for motor vehicles
US4412170A (en) * 1981-07-02 1983-10-25 Precise Power Corporation Motor-generator system providing prolonged uninterrupted power supply to a load
FR2511558B1 (fr) * 1981-08-17 1987-04-30 Aerospatiale Equipement pour le stockage de l'energie sous forme cinetique et la restitution de celle-ci sous forme electrique, et procede de mise en oeuvre de cet equipement
DE4000678A1 (de) 1990-01-11 1991-07-18 Magnet Motor Gmbh Kraftfahrzeug mit verbrennungsmotor, stromgenerator, schwungradspeicher und antriebselektromotor
US5124605A (en) * 1991-01-11 1992-06-23 American Flywheel Systems, Inc. Flywheel-based energy storage methods and apparatus
JPH09506310A (ja) * 1993-11-08 1997-06-24 ローゼン・モータース・エル・ピー 可動エネルギ蓄積用はずみ車装置
SE505214C2 (sv) * 1995-09-04 1997-07-14 Chandur Sadarangani Hybriddrivsystem
US5783893A (en) * 1995-10-20 1998-07-21 Newport News Shipbuilding And Dry Dock Company Multiple stator, single shaft electric machine
US6069424A (en) * 1996-05-02 2000-05-30 Chrysler Corporation Stator cooling
DE19718480A1 (de) * 1996-05-03 1997-11-06 Siemens Ag Hybrid-Antrieb für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug bzw. für ein Schienenfahrzeug
BR9709763A (pt) * 1996-05-29 1999-08-10 Asea Brown Boveri Equipamento elétrico rotativo compreendendo uma bobina de estator de alta voltagem e dispositivos de suporte alongados sportando a bobina e método para a fabricação de tal equipamento
SE9602079D0 (sv) * 1996-05-29 1996-05-29 Asea Brown Boveri Roterande elektriska maskiner med magnetkrets för hög spänning och ett förfarande för tillverkning av densamma
US5982074A (en) * 1996-12-11 1999-11-09 Advanced Technologies Int., Ltd. Axial field motor/generator
JPH10285835A (ja) * 1997-03-31 1998-10-23 Nippon Furaihoiile Kk フライホイール電源装置
US5739609A (en) * 1997-04-09 1998-04-14 Koyo Seiko Co., Ltd. Magnetic bearing apparatus
SE513083C2 (sv) * 1997-09-30 2000-07-03 Abb Ab Synkronkompensatoranläggning jämte användning av dylik samt förfarande för faskompensation i ett högspänt kraftfält
JP2002502947A (ja) * 1998-02-09 2002-01-29 アメリカン・フライホイール・システムズ・インコーポレーテッド 反対方向に回転する能動的な封じ込め部を備えるフライホイールバッテリ装置
JP3666727B2 (ja) * 1999-07-05 2005-06-29 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両駆動装置
JP3468726B2 (ja) * 1999-09-01 2003-11-17 株式会社日立製作所 ハイブリッド車及び回転電機
US6177746B1 (en) * 1999-10-21 2001-01-23 Christopher N. Tupper Low inductance electrical machine
EP1100179A1 (en) * 1999-11-09 2001-05-16 Atlas Copco Airpower N.V. Winding for a motor or a generator
EP1102385B1 (en) * 1999-11-18 2006-05-10 Denso Corporation Rotary electric machine for vehicle
JP3763243B2 (ja) * 2000-03-14 2006-04-05 松下電工株式会社 整流子モータ
FR2806979B1 (fr) * 2000-03-30 2002-07-26 Renault Groupe motopropulseur comportant un dispositif d'accumulation d'energie a haute puissance specifique
SE0003037D0 (sv) * 2000-08-29 2000-08-29 Abb Ab Elektrisk maskin
JP2002112593A (ja) * 2000-09-27 2002-04-12 Hideo Kawamura 複数系統の電力発電特性を持つ発電装置
SE520942C2 (sv) * 2002-01-23 2003-09-16 Abb Ab Elektrisk maskin samt användning av sådan
US6753619B2 (en) * 2002-08-06 2004-06-22 Visteon Global Technologies, Inc. Fly-wheel-based regenerative energy management system
SE524541C2 (sv) 2002-11-18 2004-08-24 Uppsala Power Man Consultants Effektlagringssystem samt fordon försett med ett sådant
US6894455B2 (en) * 2003-04-30 2005-05-17 Remy Inc. Performance improvement of integrated starter alternator by changing stator winding connection
US20060069424A1 (en) * 2004-09-27 2006-03-30 Xtent, Inc. Self-constrained segmented stents and methods for their deployment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560233C1 (ru) * 2011-09-29 2015-08-20 Дзе Гейтс Корпорейшн Маховиковая гибридная система

Also Published As

Publication number Publication date
BR0316371A (pt) 2005-10-04
SE524541C2 (sv) 2004-08-24
US7768176B2 (en) 2010-08-03
DE60315342D1 (de) 2007-09-13
CY1106946T1 (el) 2012-01-25
EP1565337B1 (en) 2007-08-01
EP1565337A1 (en) 2005-08-24
ES2291704T3 (es) 2008-03-01
KR20050075418A (ko) 2005-07-20
DK1565337T3 (da) 2007-11-26
DE60315342T2 (de) 2008-05-15
SE0203434D0 (sv) 2002-11-18
CN1310779C (zh) 2007-04-18
KR101009581B1 (ko) 2011-01-20
AU2003280910A1 (en) 2004-06-15
WO2004045884A1 (en) 2004-06-03
BR0316371B1 (pt) 2014-04-15
CN1711181A (zh) 2005-12-21
US20060096796A1 (en) 2006-05-11
RU2005118992A (ru) 2006-05-27
JP4188918B2 (ja) 2008-12-03
CA2506228A1 (en) 2004-06-03
SI1565337T1 (sl) 2008-02-29
WO2004045884A9 (en) 2004-11-25
SE0203434L (sv) 2004-05-19
ATE368587T1 (de) 2007-08-15
CA2506228C (en) 2011-09-20
PT1565337E (pt) 2007-10-16
JP2006506934A (ja) 2006-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2335080C2 (ru) Система для накопления энергии
EP2769868B1 (en) Hybrid electric system
NL1020095C2 (nl) Elektromechanische omzetter.
US8643238B2 (en) Intelligent cascaded synchronous electric motor-generator tandems of cumulative compound excitation
US7936076B2 (en) Utilization of rotor kinetic energy storage for hybrid vehicles
US8946926B2 (en) Electrical supply and starting system for a motor vehicle and method for operating the electrical supply and starting system
US10682923B2 (en) On-board charging system for electric vehicles
JP2000354306A (ja) 電気的車輌駆動装置
WO2013115034A1 (ja) 車両用の電源装置及びこの電源装置を備える車両
KR102090535B1 (ko) 전기차량용 구동장치
CN112713738A (zh) 磁悬浮开关磁阻电机、运载式飞轮电池、车载空压机及卫星姿态控制平台
GB2463502A (en) Electrical machine, such as a flywheel starter generator
JP2004072980A (ja) 車載用フライホイルバッテリ
RU2264307C2 (ru) Гибридный силовой агрегат
CN110588319A (zh) 一种带有飞轮储能装置的特种车辆推进系统
CN201041971Y (zh) 嵌套式永磁同步电机
KR20150074437A (ko) 하이브리드 차량 및 그 제어방법
CN201041973Y (zh) 双联永磁同步电机
US20230261545A1 (en) Solar pulse generator/recharger for electric vehicles
CN101286679B (zh) 嵌套式永磁同步电机
WO2023062444A1 (en) A self power generating electric vehicle
CN115811173A (zh) 一种悬浮-转矩复用车载飞轮电池
CN101286682A (zh) 双联永磁同步电机
CN111817493A (zh) 一种无陀螺效应的飞轮储能装置
Garrigosa et al. Development and Test of a Kinetic Accumulator of Electric Energy for an Hybrid Electrical Vehicle.

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20090625

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141118