RU2373077C1 - Электропривод колес автомобиля - Google Patents
Электропривод колес автомобиля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2373077C1 RU2373077C1 RU2008109387/11A RU2008109387A RU2373077C1 RU 2373077 C1 RU2373077 C1 RU 2373077C1 RU 2008109387/11 A RU2008109387/11 A RU 2008109387/11A RU 2008109387 A RU2008109387 A RU 2008109387A RU 2373077 C1 RU2373077 C1 RU 2373077C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rectifier
- inverter
- power source
- windings
- terminals
- 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
- 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
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- 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
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании гибридных автомобилей и электромобилей. Устройство содержит источник электроэнергии, подключенный к накопительному конденсатору. Приводной двигатель переменного тока состоит из ротора с постоянными магнитами и статора с трехфазными обмотками. Последовательно с каждой из обмоток статора включена дополнительная обмотка, а точки соединения указанных обмоток подключены соответственно к выводам выпрямителя, который совместно с инвертором входит в состав управляемого преобразователя. При включении источника питания начинают коммутироваться силовые ключи инвертора в соответствии с выходными сигналами блока управления. Автомобиль осуществляет поступательное движение с регулируемой скоростью, задаваемой блоком управления инвертором. При подаче команды «торможение» контроллер обеспечивает поступление управляющих сигналов на выпрямитель. В накопительный конденсатор поступает ток рекуперации. При протекании тока по обмоткам развивается тормозящий момент, а энергия торможения передается в накопительный конденсатор, который заряжается до напряжения большего, чем напряжение источника электропитания. По окончании торможения накопленная энергия конденсатора используется для поступательного движения автомобиля. Технический результат заключается в повышении энергетической эффективности электромобиля и обеспечении его простой и технологичной конструкции с оптимальными массогабаритными показателями. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании гибридных автомобилей и электромобилей.
Известны гибридные автомобили на топливных элементах, содержащие аккумуляторную батарею, присоединенную через управляемый преобразователь к приводному двигателю колес (1). В устройстве предусмотрена организация цепей для использования энергии торможения колес. Однако установка имеет низкую энергетическую эффективность. Это объясняется тем, что при рекуперационном торможении генерируемое напряжение падает, а накопленный заряд в батарее растет, в результате чего по мере выравнивания потенциалов батареи и генератора темп зарядки батареи замедляется, а затем и вовсе прекращается.
Наиболее близким к изобретению устройством является электропривод колес автомобиля (2), содержащий аккумуляторную батарею, которая подключена к приводному двигателю через управляемый преобразователь напряжения. Для повышения эффективности силовой установки и улучшения ее энергетических характеристик управляемый преобразователь выполнен с возможностью передачи электроэнергии на приводной двигатель с понижающим коэффициентом преобразования напряжения, а рекуперацию электроэнергии с приводного двигателя при его торможении - с повышающим коэффициентом преобразования напряжения. В известном устройстве роль накопительного элемента, «принимающего» энергию рекуперации, выполняет аккумуляторная батарея, однако ее функцию может выполнять и другой энергонакопительный блок, например блок молекулярных конденсаторов. В известной схеме может быть задействован как двигатель постоянного тока, так и переменного тока. При использовании в качестве приводного двигателя электрической машины переменного тока необходимо введение в известную схему (2) преобразователя постоянного напряжения в переменное (следуя традиционной методике преобразования сигналов). Однако это ведет к усложнению конструкции преобразовательного блока и, следовательно, усложнению конструкции всего устройства, увеличению его стоимости и габаритов.
Техническим результатом, которого можно достичь при использовании изобретения, является упрощение конструкции, снижение стоимости и улучшение массогабаритных показателей.
Технический результат достигается за счет того, что в электроприводе колес автомобиля, содержащем источник электропитания, трехфазный электродвигатель переменного тока с ротором на постоянных магнитах и управляемый преобразователь, регулирующий режим работы электродвигателя (2), управляемый преобразователь состоит из мостовых трехфазных инвертора и выпрямителя, выводы постоянного тока которых подключены к накопительному конденсатору, присоединенному к источнику электропитания, а фазные выводы обмоток статора электродвигателя переменного тока подсоединены к входным выводам переменного тока инвертора, при этом согласно - последовательно с каждой из обмоток статора включена дополнительная обмотка, причем точки соединения указанных обмоток подключены соответственно к выводам переменного тока выпрямителя, полярность выводов постоянного тока которого встречная по отношению к полярности подсоединенного к ним источника электропитания, при этом управляющие входы блоков управления инвертора и выпрямителя соединены соответственно с выходами управляемого контроллера, выполненного обеспечивающим при подаче на его управляющий вход команды «скорость» либо «торможение» разрешение поступления управляющих сигналов на инвертор либо выпрямитель с одновременным блокированием поступления управляющих импульсов на выпрямитель либо инвертор соответственно.
На чертеже представлена конструктивная схема устройства.
Устройство содержит источник электроэнергии 1, например аккумуляторную батарею, которая подключена к накопительному конденсатору 2, подсоединенному к выводам питания управляемого преобразователя напряжения, регулирующего режимом работы приводного двигателя переменного тока 3. В схеме электропривода реализована возможность передачи электроэнергии на приводной двигатель 3 с пониженным напряжением и рекуперации электроэнергии с приводного двигателя 3 при его торможении с повышенным напряжением. Приводной двигатель 3 переменного тока состоит из ротора 4 с постоянными магнитами и статора с трехфазными обмотками 5. Согласно - последовательно с каждой из трехфазных обмоток W1 статора включена дополнительная обмотка W2, а точки соединения указанных обмоток подключены соответственно к выводам переменного тока выпрямителя 6, который совместно с инвертором 7 входит в состав управляемого преобразователя. Управляющие входы инвертора 7 и выпрямителя 6 присоединены соответственно к выходам блоков управления 8 и 9, управляющие входы которых соединены с выходами управляемого контроллера 10, выполненного обеспечивающим разрешение поступления управляющих сигналов на схему инвертора либо выпрямителя с одновременным блокированием поступления управляющих импульсов на схему выпрямителя либо инвертора при подаче команды «скорость» либо «торможение» соответственно.
Устройство работает следующим образом.
При включении источника питания и подаче команды «Скорость» контроллер 10 формирует выходной сигнал, который разрешает поступление управляющих сигналов с блока управления 8 на инвертор 7 и одновременно блокирует работу блока управления 9, в результате чего силовые ключи инвертора 7 начинают коммутироваться в соответствии с выходными сигналами блока управления 8. За счет протекания токов в обмотках W1 статора 5 электродвигателя возникает вращающееся магнитное поле, под действием которого начинает вращаться ротор 4 на постоянных магнитах. Блок управления 8 осуществляет высокочастотную модуляцию основной гармоники и регулирует величину напряжения и его частоту, используя, например, управление по вектору поля. Вращение ротора 4 непосредственно или через редуктор передается на колеса. Автомобиль осуществляет поступательное движение с регулируемой скоростью, задаваемой блоком управления 8, при этом идет прямая передача энергии на приводной двигатель.
По приходу сигнала «Торможение» контроллер 10 блокирует работу блока управления 8 и включает блок 9. При торможении под действием сил инерции колеса продолжают свое движение, вращая ротор 4 электрической машины 3, которая переходит в режим генерирования энергии. На вход выпрямителя 6 поступает суммарное напряжение обмоток W1, W2 статора, а в накопительный конденсатор 2 поступает ток рекуперации. Напряжение на конденсаторе 2 возрастает до величины приведенного суммарного напряжения на обмотках W1, W2. При протекании тока по обмоткам W1, W2 развивается тормозящий момент, а энергия торможения форсированно передается в накопительный конденсатор 2, который заряжается до напряжения большего, чем напряжение источника электропитания 1. При этом доля рекуперируемой энергии значительно увеличивается, т.к. величина энергии, накопленной в конденсаторе 2, находится в квадратичной зависимости от его напряжения.
По окончании торможения накопленная энергия конденсатора 2 используется для поступательного движения автомобиля.
Таким образом, управляемый преобразователь совместно с трехфазными обмотками W1, W1 обеспечивает передачу электроэнергии на приводной двигатель 3 с пониженным напряжением и рекуперацию электроэнергии с приводного двигателя 3 при его торможении с повышенным напряжением. Устройство имеет высокий кпд, т.к. позволяет рекуперировать не менее 70% энергии торможения.
Высокие энергетические показатели устройства достигнуты при одновременном упрощении конструкции, снижении ее себестоимости и улучшении массогабаритных показателей.
Высокий кпд, простота конструкции и хорошие массогабаритные показатели данного устройства позволяют ему быть наиболее предпочтительным при проектировании гибридных автомобилей и электромобилей.
Источники информации, принятые во внимание
1. Ж. «АвтоМир» №1, 2007 г., с.9.
2. Ж. «АвтоМир» №48, 2007 г., с.8.
Claims (1)
- Электропривод колес автомобиля, содержащий источник электропитания, трехфазный электродвигатель переменного тока с ротором на постоянных магнитах и управляемый преобразователь, регулирующий режим работы электродвигателя, отличающийся тем, что управляемый преобразователь состоит из мостовых трехфазных инвертора и выпрямителя, выводы постоянного тока которых подключены к накопительному конденсатору, присоединенному к источнику электропитания, а фазные выводы обмоток статора электродвигателя переменного тока подсоединены к входным выводам переменного тока инвертора, при этом согласно-последовательно с каждой из обмоток статора включена дополнительная обмотка, причем точки соединения указанных обмоток подключены соответственно к выводам переменного тока выпрямителя, полярность выводов постоянного тока которого встречная по отношению к полярности подсоединенного к ним источника электропитания, при этом управляющие входы блоков управления инвертора и выпрямителя соединены соответственно с выходами управляемого контроллера, выполненного обеспечивающим при подаче на его управляющий вход команды «скорость» либо «торможение» разрешение поступления управляющих сигналов на инвертор либо выпрямитель с одновременным блокированием поступления управляющих импульсов на выпрямитель либо инвертор соответственно.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008109387/11A RU2373077C1 (ru) | 2008-03-14 | 2008-03-14 | Электропривод колес автомобиля |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008109387/11A RU2373077C1 (ru) | 2008-03-14 | 2008-03-14 | Электропривод колес автомобиля |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008109387A RU2008109387A (ru) | 2009-09-20 |
RU2373077C1 true RU2373077C1 (ru) | 2009-11-20 |
Family
ID=41167397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008109387/11A RU2373077C1 (ru) | 2008-03-14 | 2008-03-14 | Электропривод колес автомобиля |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2373077C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2696752C1 (ru) * | 2018-10-30 | 2019-08-05 | Олег Фёдорович Меньших | Тяговая система электромобиля |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108501730B (zh) * | 2018-05-28 | 2024-06-11 | 广东电网有限责任公司 | 一种制动能量回收系统及节能汽车 |
-
2008
- 2008-03-14 RU RU2008109387/11A patent/RU2373077C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2696752C1 (ru) * | 2018-10-30 | 2019-08-05 | Олег Фёдорович Меньших | Тяговая система электромобиля |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008109387A (ru) | 2009-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hu et al. | New SR drive with integrated charging capacity for plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) | |
KR101387717B1 (ko) | 전기 자동차의 배터리 충전 장치 및 이를 포함한 전기 자동차 | |
US8659182B2 (en) | Power supply system and electric powered vehicle including power supply system, and method for controlling power supply system | |
US8593101B2 (en) | Power converting device with reduced switching loss | |
US20040062059A1 (en) | Apparatus and method employing bi-directional converter for charging and/or supplying power | |
KR101695693B1 (ko) | 전기 자동차 및 이의 구동 방법 | |
JP2009296792A (ja) | コイル界磁式同期モーター回生システムおよびその制御方法 | |
CN113400959B (zh) | 计及二次功率脉动抑制的电动汽车用电驱重构型充电系统 | |
JP2019525699A (ja) | 電気車両の駆動システム及び電気車両の駆動方法 | |
WO2006126272A1 (ja) | 可変速交流電動機の制御装置 | |
US10903772B2 (en) | Multigroup-multiphase rotating-electric-machine driving apparatus | |
US20120262096A1 (en) | Electric vehicle and operating method of the same | |
Yang et al. | An electric gearshift with ultracapacitors for the power train of an electric vehicle with a directly driven wheel motor | |
Jung et al. | Study on regenerative energy recovery of electric vehicle through voltage control using switched capacitor | |
KR102010294B1 (ko) | 전기 자동차 및 이의 구동 방법 | |
RU2373077C1 (ru) | Электропривод колес автомобиля | |
CN104871391A (zh) | 电源装置 | |
JP3290542B2 (ja) | 電動車両のハイブリッド電源装置 | |
KR20120124815A (ko) | 전기 자동차 및 이의 구동 방법 | |
Sung et al. | A power-assistance system using a battery and an electric double-layer capacitor bank for light electric vehicles | |
KR20130095082A (ko) | 전기 자동차 및 이의 구동 방법 | |
Fathabadi | Recovering waste vibration energy of an automobile using shock absorbers included magnet moving-coil mechanism and adding to overall efficiency using wind turbine | |
RU74530U1 (ru) | Электропривод колес автомобиля | |
Kumar et al. | Driving Range Extension of a PV Array Fed Synchronous Reluctance Motor Drive for Electric Vehicle with Regeneration | |
Azizi et al. | Motor and Regenerative Braking Operations for an Electric Vehicle using Field Oriented Control |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180315 |