RU2388624C2 - Система высокотемпературных батарей для гибридных локомотива и внедорожных транспортных средств - Google Patents

Система высокотемпературных батарей для гибридных локомотива и внедорожных транспортных средств Download PDF

Info

Publication number
RU2388624C2
RU2388624C2 RU2007104039/11A RU2007104039A RU2388624C2 RU 2388624 C2 RU2388624 C2 RU 2388624C2 RU 2007104039/11 A RU2007104039/11 A RU 2007104039/11A RU 2007104039 A RU2007104039 A RU 2007104039A RU 2388624 C2 RU2388624 C2 RU 2388624C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
battery
temperature
vehicle
batteries
electric
Prior art date
Application number
RU2007104039/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007104039A (ru
Inventor
Лембит САЛАСУ (US)
Лембит САЛАСУ
Роберт Дин КИНГ (US)
Роберт Дин КИНГ
Аджит Куттанаир КУМАР (US)
Аджит Куттанаир КУМАР
Original Assignee
Дженерал Электрик Компани
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 Дженерал Электрик Компани filed Critical Дженерал Электрик Компани
Publication of RU2007104039A publication Critical patent/RU2007104039A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2388624C2 publication Critical patent/RU2388624C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B60K6/28—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 the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
    • 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
    • B60K6/42—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 the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/46—Series type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/25—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by controlling the electric load
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/20—AC to AC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B60L2260/56—Temperature prediction, e.g. for pre-cooling
    • 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
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • 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
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системе электрических аккумуляторных батарей внедорожных транспортных средств с гибридной энергетической установкой. Система по первому и второму варианту содержит множество батарей для аккумулирования и высвобождения электрической мощности. Каждая батарея создает внутреннюю рабочую температуру батареи, которая превышает самую высокую температуру окружающей транспортное средство среды. Система охлаждения отдельна от системы охлаждения двигателя и выполнена с возможностью регулирования температуры множества батарей. Система по второму варианту дополнительно содержит контрольно-измерительный прибор для измерения параметра, являющегося показателем внутренней температуры батареи, и контроллер для управления нагревом батареи вновь до ее эффективной температуры. Каждая батарея работает при некоторой внутренней температуре батареи, которая выше любой из температур окружающей транспортное средство и систему батареи среды. Каждая батарея охлаждается до более низкой температуры, чем ее эффективная внутренняя рабочая температура, когда транспортное средство не находится в эксплуатации в течение длительного периода времени. Технический результат заключается в повышении эффективности использования топлива и тяговой мощности. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 16 ил.

Description

Правительственные интересы
Раскрываемое изобретение сделано при поддержке правительства по контракту номер DE-FC04-2002AL68284, заключенному министерством энергетики. Правительство имеет определенные права на раскрываемое здесь изобретение.
Предпосылки создания раскрываемого изобретения
Раскрываемое здесь изобретение относится, в общем, к системам и способам управления для использования в сочетании с большими внедорожными (т.е. применяемыми вне автомобильных дорог) транспортными средствами, такими как локомотивы, большие экскаваторы, самосвалы и т.д. В частности, раскрываемое здесь изобретение относится к системе и способу управления температурой батареи, используемой для аккумулирования и передачи электрической энергии, такой как энергия динамического торможения или избыточная мощность первичного двигателя, производимой дизель-электровозами (тепловозами с электрической передачей) и другими большими внедорожными транспортными средствами, приводимыми в движение тяговыми электрическими двигателями.
Фиг.1 представляет собой блок-схему приводимого в качестве примера локомотива 100 предшествующего уровня техники. В частности, Фиг.1 в общем виде отражает типичный дизель-электровоз, относящийся к предшествующему уровню техники, такой как, например, АС6000 или АС4400, оба из которых могут быть приобретены у General Electric Transportation Systems. Как показано на Фиг.1, локомотив 100 включает в себя дизельный двигатель 102, приводящий в действие генератор переменного тока/выпрямитель 104. Как широко известно в данной области техники, генератор переменного тока/выпрямитель 104 подает электрическую мощность постоянного тока в инвертор 106, который преобразует электрическую мощность постоянного тока в переменный ток в форме, пригодной для использования тяговым электродвигателем 108, установленным на платформе под корпусом основного двигателя. Одна из распространенных конфигураций локомотива включает по одной паре инвертор/тяговый электродвигатель на ось. В иллюстративных целях на Фиг.1 проиллюстрированы два инвертора 106.
Строго говоря, инвертор преобразует мощность постоянного тока в мощность переменного тока. Выпрямитель преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока. Для обозначения инверторов и выпрямителей также иногда используется термин «преобразователь». Подводимая таким образом электрическая мощность может именоваться мощностью первичного двигателя (или первичной электрической мощностью), а генератор переменного тока/выпрямитель 104 может именоваться источником мощности первичного двигателя. При типичном применении дизель-электровоза переменного тока электрическая мощность переменного тока из генератора переменного тока сначала выпрямляют (преобразуют в постоянный ток). Выпрямленный переменный ток после этого инвертируют (например, с использованием силовой электронной аппаратуры, такой как биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) или тиристоры, действующие в качестве широтно-импульсных модуляторов), для того чтобы обеспечить подходящую форму мощности переменного тока для соответствующего тягового электродвигателя 108.
Как известно в данной области техники, тяговые электродвигатели 108 обеспечивают тяговое усилие для перемещения локомотива 100 и любых других транспортных средств, таких как грузовые вагоны, прицепленные к локомотиву 100. Такие тяговые электродвигатели 108 могут представлять собой электрические двигатели переменного тока или постоянного тока. При использовании тяговых электродвигателей постоянного тока ток на выходе генератора переменного тока обычно выпрямляют с тем, чтобы обеспечить надлежащую мощность постоянного тока. При использовании тяговых электродвигателей переменного тока ток на выходе генератора переменного тока обычно выпрямляют, преобразуя его в постоянный ток, и после этого инвертируют в трехфазный переменный ток, прежде чем подать на тяговые электродвигатели 108.
Тяговые электродвигатели 108 обеспечивают также усилие торможения для управления скоростью или для замедления локомотива 100. Это обычно именуется динамическим торможением и широко известно в данной области техники. Если дать упрощенное описание, то когда тяговый электродвигатель не нужен для обеспечения движущей силы, он может быть переконфигурирован (посредством силовых переключающих устройств) таким образом, что электродвигатель действует как генератор. Сконфигурированный таким образом тяговый электродвигатель генерирует электрическую энергию, что имеет своим результатом замедление локомотива. В локомотивах предшествующего уровня техники, таких как локомотив, проиллюстрированный на Фиг.1, энергия, сгенерированная в режиме динамического торможения, обычно передается на элементы 110 реостата, установленные на корпусе локомотива. Таким образом, энергия динамического торможения преобразуется в тепло и рассеивается из системы. Иначе говоря, энергия, сгенерированная в режиме динамического торможения, обычно теряется.
Следует отметить, что в типичном локомотиве постоянного тока согласно предшествующему уровню техники элементы реостата динамического торможения соединены с тяговыми электродвигателями. Однако в типичном локомотиве переменного тока согласно предшествующему уровню техники элементы реостата динамического торможения соединены с тяговой электрической шиной 112 постоянного тока, поскольку каждый тяговый электродвигатель обычно соединен с этой шиной посредством связанного с ним инвертора (см. Фиг.1).
Для того чтобы избежать потери этой сгенерированной энергии, были разработаны системы локомотивов с гибридной энергетической установкой, включающие в себя системы 114 поглощения и аккумулирования энергии, предназначенные для поглощения и регенерации по меньшей мере части электрической энергии динамического торможения, сгенерированной при работе тяговых электродвигателей локомотива в режиме динамического торможения. Система 114 поглощения и аккумулирования энергии не только поглощает и аккумулирует энергию, сгенерированную в режиме динамического торможения локомотива, но и выдает аккумулированную энергию для содействия тяговому усилию локомотива (то есть чтобы дополнить и/или заменить собой мощность первичного двигателя). Предпочтительно система 114 поглощения и аккумулирования энергии включает в себя по меньшей мере одну из следующих подсистем 116 аккумулирования, предназначенных для аккумулирования электрической энергии, сгенерированной во время режима динамического торможения: подсистему батареи, подсистему маховика или подсистему сверхъемкого конденсатора и преобразователь 118. Возможны и другие подсистемы аккумулирования. Это аккумулирование и повторное использование энергии улучшает рабочие характеристики (эффективность использования топлива, тяговую мощность, выбросы в атмосферу) локомотива. Приводимые в качестве примера гибридные локомотив и внедорожные транспортные средства и системы описаны в патентах США №№ 6591758, 6612245, 6612246 и 6615118 и в заявках на патент США №№ 10/378335, 10/378431 и 10/435261, права на которые принадлежат правообладателю раскрываемого здесь изобретения и содержимое которых включено сюда посредством ссылки.
Эти транспортные средства должны работать в широком диапазоне условий окружающей среды, включая колебания температуры. Типичный диапазон температуры окружающей среды составляет от -40°С до +50°С, при этом в некоторых областях применения он расширяется до -50°С и +60°С. Одно из устройств 116 аккумулирования энергии, используемых в таких транспортных средствах, представляет собой аккумуляторные батареи различных типов, например свинцово-кислотные, никель-кадмиевые, литий-ионные, никель-металл-гидридные и т.д. Рабочие характеристики аккумуляторной батареи сильно зависят от ее внутренней температуры. Например, никель-кадмиевая батарея требует снижения номинальных рабочих параметров в случае, если температура этой батареи выше 40°С или если она ниже 0°С, и требует значительного (возможно, что почти функционально неприемлемого) снижения номинальных рабочих параметров при температуре ниже -20°С и выше 55°С. Поскольку значительная часть работы локомотива приходится на этот диапазон, то требуется значительно увеличивать размер батареи или радикальным образом ограничивать ее использование во время работы при этой температуре. Кроме того, это оказывает негативное воздействие на срок службы батареи.
Аналогичным образом другие типы аккумуляторных батарей имеют различную работоспособность в зависимости от температуры. Эти батареи обычно охлаждаются посредством принудительно подаваемого воздуха, а иногда посредством охлаждения жидкостью (например, посредством систем жидкостного охлаждения), а сама жидкость впоследствии охлаждается воздухом. Поскольку диапазон температуры окружающего воздуха слишком широк для того, чтобы эксплуатировать аккумуляторные батареи при их оптимальных рабочих характеристиках, то требуется либо кондиционирование охлаждающего воздуха, либо корректировка рабочих характеристик, например снижение номинальных рабочих параметров батареи. Во время работы при низкой температуре воздух перед охлаждением батареи необходимо нагревать, чтобы предотвратить слишком низкое падение температуры батареи или необходимость снижения номинальных рабочих параметров. В дополнение к этому, для того чтобы поток охлаждающего воздуха оказывал охлаждающее действие на аккумуляторную батарею гибридной энергетической установки непосредственно или через промежуточный контур с жидким теплоносителем, температура потока воздуха должна быть ниже, чем температура батареи. Поскольку диапазон температур окружающего воздуха, в котором должны работать локомотивы и другие внедорожные транспортные средства, может достигать 60°С, то для большинства технологий аккумулирования энергии работа гибридного транспортного средства при высокой температуре окружающей среды представляет серьезную проблему. Требуется либо предварительно охлаждать охлаждающий воздух, либо снижать номинальную рабочую характеристику батареи. Эти операции и системы охлаждения/нагрева являются сложными и добавляют издержки в соотношении массы/размера/затрат.
Следовательно, имеется потребность в высокотемпературной батарее и системе для локомотивов и внедорожных транспортных средств, предназначенных для работы в широком диапазоне температур, которые не требуют предварительного охлаждения охлаждающего воздуха, и при этом упомянутая система способна управлять температурой батареи так, чтобы обеспечивать оптимальные рабочие характеристики.
Краткое описание раскрываемого изобретения
Предлагается система электрической аккумуляторной батареи, установленная на внедорожном транспортном средстве с гибридной энергетической установкой, включающем в себя колеса для опоры и перемещения транспортного средства, генератор электрической мощности и тяговые электродвигатели для привода этих колес, причем электрическая мощность, сгенерированная на этом транспортном средстве, аккумулируется в выбранные моменты времени в системе электрической аккумуляторной батареи и выдается из системы электрической аккумуляторной батареи для передачи тяговым электродвигателям с целью приведения в движение этого транспортного средства, причем эти транспортное средство и система батареи подвергаются воздействию некоторого диапазона условий окружающей среды. Система аккумуляторной батареи включает в себя по меньшей мере одну батарею для аккумулирования и высвобождения электрической мощности, причем эта по меньшей мере одна батарея создает внутреннюю рабочую температуру батареи, которая превышает самую высокую температуру окружающей это транспортное средство среды.
В другом аспекте раскрываемого здесь изобретения предлагается система электрической аккумуляторной батареи, установленная на внедорожном транспортном средстве с гибридной энергетической установкой, включающем в себя колеса для опоры и перемещения транспортного средства, генератор электрической мощности и тяговые электродвигатели для привода этих колес, причем электрическая мощность, сгенерированная на этом транспортном средстве, аккумулируется в выбранные моменты времени в системе электрической аккумуляторной батареи и выдается из системы электрической аккумуляторной батареи для передачи тяговым электродвигателям с целью приведения в движение этого транспортного средства, причем эти транспортное средство и система батареи подвергаются воздействию некоторого диапазона условий окружающей среды, при этом система электрической аккумуляторной батареи включает в себя по меньшей мере одну батарею для аккумулирования и высвобождения электрической мощности, причем эта батарея работает при некоторой внутренней температуре батареи для эффективного аккумулирования и высвобождения электрической мощности, представляющей собой эффективную температуру батареи, которая выше любой из температур окружающей транспортное средство и систему батареи среды, и при этом батарея охлаждается до более низкой температуры, чем ее эффективная внутренняя рабочая температура, когда транспортное средство не находится в эксплуатации в течение длительного периода времени; контрольно-измерительный прибор для измерения параметра, являющегося показателем внутренней температуры батареи; и контроллер для управления нагревом батареи вновь до ее эффективной температуры, когда внутренняя температура батареи падает ниже заранее заданного уровня, так что батарея остается готовой к эффективной работе при возвращении транспортного средства к работе.
Краткое описание чертежей
Вышеупомянутые и другие аспекты, признаки и преимущества раскрываемого здесь изобретения станут более понятными в свете нижеследующего подробного описания при его рассмотрении совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг.1 - блок-схема традиционной гибридной двигательной установки локомотива;
Фиг.2 - блок-схема варианта реализации гибридной энергетической двигательной установки по настоящему изобретению;
Фиг.3 - блок-схема системы управления батареей;
Фиг.4А - блок-схема традиционной системы жидкостного охлаждения двигателя;
Фиг.4В-4D - блок-схемы систем жидкостного охлаждения в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг.5А - блок-схема традиционной системы воздушного охлаждения;
Фиг.5В-5I - блок-схемы систем воздушного охлаждения в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Подробное описание раскрываемого изобретения
Предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. В нижеследующем описании хорошо известные функции или конструкции подробно не описываются для того, чтобы избежать «затемнения» сути раскрываемого здесь изобретения ненужной детализацией.
Предлагаются батарея, система и способ управления батареей, предназначенные для использования в локомотивах и больших внедорожных транспортных средствах. В системе и способе по настоящему изобретению используются аккумуляторные батареи, которые работают при высоких внутренних температурах, например натрий-никель-хлоридная батарея, которая работает при температурах свыше 270°С, или в качестве другого примера натрий-серная батарея, которая может работать при температурах свыше 350°С. Эти батареи используют для аккумулирования и высвобождения электрической энергии или мощности химическую реакцию, например экзотермическую реакцию. Эта экзотермическая реакция создает внутреннюю рабочую температуру, которая не зависит от самой высокой температуры окружающей транспортное средство среды и превышает эту самую высокую температуру. При использовании высокотемпературной батареи в гибридном внедорожном транспортном средстве не требуется никакого предварительного охлаждения охлаждающего воздуха, необходимого для аккумуляторной батареи гибридной энергетической установки (даже в условиях самой высокой температуры окружающего воздуха). Традиционные конструкции батарей либо требуют снижения номинальных рабочих параметров в условиях самой высокой температуры окружающего воздуха, либо требуют некоторого предварительного охлаждения воздуха, используемого для отвода тепла, в условиях самой высокой температуры окружающего воздуха. Традиционные батареи способны работать в течение коротких периодов времени при температурах порядка 50°С, но для того чтобы соответствовать прогнозам срока службы изготовителя, они должны эксплуатироваться при температурах менее примерно 35°С.
Даже несмотря на то что эти высокотемпературные батареи нуждаются в начальном нагреве, пока они работают, батареи будут сохранять высокую температуру. Если эти батареи находятся в работе, они нуждаются в охлаждении. Любая батарея, которая работает при температуре, превышающей температуру окружающей локомотив среды, может эффективно охлаждаться с помощью имеющегося вокруг окружающего охлаждающего воздуха либо непосредственно, либо опосредованно через поверхность раздела с жидкой или теплоотводящей средой, а следовательно, окружающий воздух не требует никакого предварительного охлаждения. Преимущество состоит в том, что в диапазоне высоких рабочих температур не требуется никакого охлаждения воздуха или жидкости (например, теплоносителя) и в то же самое время не требуется снижать номинальные рабочие параметры батареи.
Охлаждающая среда и схема/система охлаждения, которые используются в сочетании с системой управления батареей по настоящему изобретению, интегрированы в системы транспортного средства. Поскольку охлаждение батареи требуется (обычно) только тогда, когда транспортное средство генерирует мощность (например, в двигательном режиме, режиме торможения), и поскольку во время данного периода также задействованы другие тяговые и управляющие функции, то потребности в охлаждении тяговой/вспомогательной системы могут быть объединены. Например, охлаждающий воздух может быть подан от охлаждающего вентилятора тягового электродвигателя. Поскольку батарея работает при высоких температурах (250-350°С), то батарея может охлаждаться подогретым воздухом (то есть воздухом, который охладил другие конструктивные элементы, такие как силовая электронная аппаратура, тяговый генератор переменного тока, тяговые электродвигатели, радиатор, вспомогательное оборудование и т.д.) и, следовательно, система охлаждения может быть упрощена. Также возможно объединить охлаждение батареи с водяной системой радиатора двигателя, используя при этом воду в качестве охлаждающей среды. Ниже будут описаны разнообразные возможные системы воздушно-водяного охлаждения.
Фиг.2 является представленной на системном уровне блок-схемой, которая иллюстрирует аспекты системы 200 управления батареей по настоящему изобретению. В частности, Фиг.2 иллюстрирует систему 200 управления батареей, подходящую для использования с гибридной энергетической установкой локомотива, такой как гибридная энергетическая установка 100 локомотива, показанная на Фиг.1. Однако следует понимать, что система 200 управления батареей, проиллюстрированная на Фиг.2, также подходит для использования с другими большими внедорожными транспортными средствами. Такие транспортные средства включают в свое число, например, большие экскаваторы, карьерные самосвалы и тому подобное. В качестве дополнительного примера отметим, что в таких больших карьерных самосвалах могут использоваться мотор-колеса, такие как мотор-колесо GEB23.TM.AC, использующее систему привода GE150AC.TM (оба из которых могут быть приобретены у правообладателя настоящего изобретения). Следовательно, хотя Фиг.2, в общем, описана в отношении установки локомотива, проиллюстрированная на ней система 200 управления батареей не должна рассматриваться как ограниченная применениями в локомотивах.
Как проиллюстрировано на Фиг.2, дизельный двигатель 102 приводит в действие источник 104 мощности первичного двигателя (например, преобразователь в виде генератора переменного тока/выпрямителя). Предпочтительно источник 104 мощности первичного двигателя подает мощность постоянного тока на инвертор 106, который подводит мощность трехфазного переменного тока к тяговому электродвигателю 108 локомотива. Однако следует понимать, что система 200, проиллюстрированная на Фиг.2, может быть изменена также таким образом, чтобы также функционировать с тяговыми электродвигателями постоянного тока. Предпочтительно имеется множество тяговых электродвигателей (например, по одному на ось), и каждая ось связана с множеством колес 109 локомотива. Иными словами, каждый тяговый электродвигатель локомотива предпочтительно включает в себя вращающийся вал, соединенный со связанной с ним осью для обеспечения тягового усилия на колеса. Таким образом, каждый тяговый электродвигатель 108 локомотива обеспечивает необходимую движущую силу связанному с ним множеству колес 109 локомотива, вызывая перемещение локомотива.
При эксплуатации тяговых электродвигателей 108 в режиме динамического торможения по меньшей мере часть сгенерированной электрической мощности направляется в носитель для аккумулирования энергии, такой как аккумуляторная батарея 204. В той мере, в которой эта батарея 204 неспособна принять и/или аккумулировать всю энергию динамического торможения, избыточная энергия предпочтительно направляется в элементы 110 реостата торможения для рассеивания в виде тепловой энергии. Кроме того, во время периодов, когда двигатель 102 эксплуатируется таким образом, что он обеспечивает больше энергии, чем необходимо для приведения в действие тяговых электродвигателей 108, избыточная мощность (также именуемая избыточной электрической мощностью первичного двигателя) может необязательно быть аккумулирована в батарее 204. Соответственно, батарея 204 может заряжаться в моменты времени, отличные от тех, когда тяговые электродвигатели 108 работают в режиме динамического торможения. Этот аспект системы проиллюстрирован на Фиг.2 штрихпунктирной линией 201, где инвертор 106 управляется как преобразователь постоянного тока в постоянный ток (что не проиллюстрировано на Фиг.2).
Батарея 204 по Фиг.2 предпочтительно сконструирована и выполнена с возможностью селективного увеличения мощности, выдаваемой тяговым электродвигателям 108, или, необязательно, запитывания отдельных тяговых электродвигателей, связанных с отдельным энергетическим тендерным прицепом или грузовым вагоном. Такая мощность может именоваться вторичной электрической мощностью и получается из электрической энергии, аккумулированной в батарее 204. Таким образом, система 200, проиллюстрированная на Фиг.2, пригодна для использования в сочетании с локомотивом, имеющим бортовой носитель для аккумулирования энергии, и/или с отдельным энергетическим тендерным прицепом.
Система 200 включает в себя систему 202 управления батареей для управления разнообразными операциями, связанными с батареей 204, такими как управление температурой батареи и/или зарядкой/разрядкой батареи. Фиг.2 также иллюстрирует дополнительный источник 203 энергии, который предпочтительно управляется системой 202 управления батареей. Этот дополнительный источник 203 энергии может представлять собой второй двигатель (например, заряжающий двигатель или другой локомотив) или совершенно отдельный источник мощности (например, расположенный рядом с путями источник мощности, такой как зарядное устройство для батареи), предназначенный для зарядки батареи 204. В одном предпочтительном варианте реализации дополнительный источник 203 энергии соединен с тяговой электрической шиной (не проиллюстрированной на Фиг.2), которая также передает первичную электрическую мощность от источника 104 мощности первичного двигателя.
Как проиллюстрировано на Фиг.3, система 202 управления батареей предпочтительно включает в себя процессор 206 управления батареей и базу 208 данных. Процессор 206 управления батареей определяет различные условия окружающей среды, например температуру окружающей батарею среды, и использует эту информацию об окружающей среде для нахождения данных в этой базе 208 данных с тем, чтобы оценить внутреннюю температуру батареи. Следует понимать, что такая содержащаяся в базе данных информация могла бы предоставляться различными источниками, включая бортовую базу данных, связанную с процессором 206; систему связи (например, систему беспроводной связи), предоставляющую информацию из центрального источника; данные, вводимые вручную оператором; данные, передаваемые одним или более расположенными рядом с путями сигнальными устройствами; сочетание таких источников и тому подобное. Наконец, и другая информация о транспортном средстве, такая как размер и масса транспортного средства, допустимая мощность, связанная с первичным двигателем, показатели коэффициента полезного действия, текущая и ожидаемая скорость, текущая и ожидаемая электрическая нагрузка и тому подобное, может быть включена в базу данных (или передана в реальном или близком к реальному масштабе времени) и использована процессором 206 управления батареей.
Внутренняя температура батареи используется для разнообразных решений по управлению, включая пределы зарядки и разряда, и для принятия решения о том, запускать ли вновь двигатель для повторного нагрева или позволить ей замерзнуть и т.д. Обычно измерять внутреннюю температуру батареи бывает сложно из-за стоимости и сложности датчика. Поэтому процессор 206 управления батареей по настоящему изобретению оценивает внутреннюю температуру батареи, используя тепловые модели, хранящиеся в базе 208 данных. Эти тепловые модели основываются на разнообразных входных данных, включая возможную температуру корпуса батареи, температуру/давление окружающей среды, временную диаграмму тока заряда/разряда батареи и временную диаграмму работы вентилятора(ов) охлаждения батареи (температуру/расход теплоносителя). Эти входные данные используются для оценки внутренней температуры элементов аккумуляторной батареи внутри батарейного модуля. Спрогнозированная внутренняя температура батарей от всех батарейных модулей может быть использована для сравнения с измерениями истинной температуры внутри по меньшей мере одного выбранного модуля для сравнения с тепловой моделью. Если спрогнозированная температура отличается от измеренной температуры на ХХ градусов Цельсия, то может быть предпринято соответствующее действие (как то, снижение номинальных рабочих параметров, сообщение оператору, плановое техническое обслуживание и т.д.). Если спрогнозированная температура отличается от измеренных(ой) температур(ы) на YY градусов Цельсия (где YY>ХХ, например, значение ХХ могло бы составлять приблизительно 5 градусов Цельсия, тогда как значение YY могло бы составлять приблизительно 10 градусов Цельсия), то могут быть предприняты дальнейшие ограничительные шаги. Это могло бы включать в себя блокирование работы батареи. Тепловая модель батареи использует измеренные снаружи значения тока батареи, напряжение батареи плюс состояние заряда (SOC), которое вычисляется на основе суммарного интегрированного заряда батареи в ампер-часах. Кроме того, в качестве части этой модели для прогнозирования текущей температуры батареи используется предыстория и тенденция использования батареи в последнее время во время заряда и разряда батареи в этом транспортном средстве. Помимо этого, для определения температурной модели и/или сопротивления при конкретном состоянии заряда может быть использовано сопротивление на клеммах батареи. Для разработки начальной модели используются характеристики, основанные на испытаниях элементов батареи в лаборатории при различных температурах. Результаты, полученные на начальных тепловых моделях, сравниваются с истинной измеренной температурой батареи в течение представительных циклов заряда и разряда. На основе результатов лабораторных испытаний производится уточнение моделей.
После того как тепловая модель для батареи определена, процессор 206 управления батареей получает разнообразные параметры системы, например, из системы 222 жидкостного охлаждения и системы 224 воздушного охлаждения и управляет различными устройствами в этих системах так, чтобы управлять температурой батареи 204. Охлаждающие среды могут управляться таким образом, что в системах с множественными параллельными блоками батарей температура каждого компонента поддерживается в заранее заданных пределах. Обычно для получения мощностей разрядки и перезарядки, достаточных для применений в локомотивах и внедорожных транспортных средствах, требуется параллельная работа отдельных блоков батарей. Это могло бы быть достигнуто посредством разнообразных технологий, включая независимые регуляторы системы температуры/охлаждения, которые будут описаны ниже.
На Фиг.4А проиллюстрирована традиционная жидкостная система охлаждения двигателя. Такая система обычно включает в себя водяной бак 402 для размещения воды или другой охлаждающей среды, например теплоносителя, водяной насос 404 для прокачки теплоносителя по системе и водяную рубашку 406 двигателя, которая охлаждает двигатель за счет циркуляции теплоносителя вокруг двигателя. Датчик 412 температуры, расположенный в отводящей линии водяной рубашки, будет определять, находится ли теплоноситель выше заранее заданной температуры, и если это так, то будет устанавливать клапан 408 в положение циркуляции теплоносителя через радиатор 410. В ином случае теплоносителю будет дана возможность течь напрямую назад в водяной бак 402.
Фиг.4В-4D иллюстрируют системы жидкостного охлаждения в соответствии с принципами настоящего изобретения. В этих системах жидкостного охлаждения высокотемпературная батарея 204 может включать в себя водяную рубашку для охлаждения или понижения температуры батареи. Как показано на Фиг.4В, после того как процессор 206 управления батареей определил внутреннюю температуру батареи, процессор 206 снимает с датчика 412 показания температуры теплоносителя. Если батарея 204 нуждается в охлаждении, то процессор посылает на клапаны 408, 414 соответственно первый и второй управляющие сигналы для того, чтобы отвести часть потока теплоносителя к батарее. Следует понимать, что клапаны 408 и 412 могут представлять собой единый трехходовой клапан. Когда батарея 204 достигла удовлетворительной температуры, процессор 206 управляет клапанами 408 и 414 таким образом, чтобы весь поток теплоносителя проходил через радиатор 410.
Фиг.4С представляет собой другой вариант реализации системы жидкостного охлаждения, используемой в сочетании с системой управления батареей по настоящему изобретению. Как показано на Фиг.4С, теплоноситель отводится с помощью клапана 414 к батарее 204 до охлаждения двигателя посредством водяной рубашки 406 двигателя. При этом теплоноситель, соприкасающийся с батареей, будет иметь более низкую температуру, чем теплоноситель, показанный на Фиг.4В, и способен обеспечить более высокую степень охлаждения. Кроме того, жидкостная система, показанная на Фиг.4С, будет включать в себя датчик 416 температуры для использования процессором 206 с целью определения того, имеется ли доступный теплоноситель для охлаждения батареи.
Фиг.4D представляет собой другой вариант реализации системы жидкостного охлаждения, используемой в сочетании с системой управления батареей по настоящему изобретению. В этом случае предусмотрен второй водяной насос 418 с тем, чтобы обеспечивать батарее 204 дополнительную емкость. Датчик 420 температуры будет передавать сигнал температуры процессору 206, что позволяет процессору определить, имеется ли доступный теплоноситель для охлаждения. Датчик 422 температуры будет измерять температуру теплоносителя после его отвода от батареи 204, и процессор будет использовать эту температуру, чтобы определить, нуждается ли этот отведенный теплоноситель в охлаждении посредством радиатора 410 или может быть отправлен назад в водяной бак 402. На основе этого определения процессор 206 управляет установкой клапана 414 в соответствующее положение.
На Фиг.5А проиллюстрирована традиционная система принудительного воздушного охлаждения. Такая система обычно включает в себя множество воздуховодов 502 для направления наружного, взятого из окружающей среды или кондиционированного воздуха к различным конструктивным элементам системы 500. Вентилятор 504 всасывает наружный воздух (ОА) через множество решеток и фильтров 506 и подает этот наружный воздух к различным конструктивным элементам системы, таким как силовая электронная аппаратура 508, генератор 510 переменного тока и т.д. для охлаждения этих конструктивных элементов. При подаче наружного воздуха в кабину оператора или к чувствительной электронной аппаратуре 514 могут быть использованы дополнительные фильтры 512. Помимо этого, дополнительные вентиляторы 518 с соответствующими решетками и фильтрами подают воздух для непосредственного охлаждения электродвигателей 520.
Фиг.5В-5I иллюстрируют системы принудительного воздушного охлаждения в соответствии с принципами настоящего изобретения. На Фиг.5В воздух выводится из выпускной трубы генератора 510 переменного тока к батарее 204. На Фиг.5С воздух выводится со стороны выпуска вентилятора 504 непосредственно к батарее 204, а на Фиг.5D воздух, выходящий от батареи 204, регенерируется и подается назад для охлаждения генератора 510 переменного тока. На Фиг.5Е батарея 204 обдувается воздухом на его пути между силовой электронной аппаратурой 508 и генератором 510 переменного тока, а на Фиг.5F батарея 204 получает воздух, выходящий от силовой электронной аппаратуры, как и на Фиг.5Е, но после охлаждения батареи просто выбрасывает этот воздух.
Фиг.5G иллюстрирует конфигурацию, при которой наружный или окружающий воздух подается непосредственно к батареям 204. Эта конфигурация выгодна там, где желательно максимальное охлаждение, например в случаях более теплого климата. Поскольку воздух, поступающий к батареям 204, не является предварительно нагретым, на этих батареях будет достигаться максимальный перепад температур. Аналогичная конфигурация показана на Фиг.5Н. Здесь параллельные прямоугольники батарей получают воздух от единого вентилятора 530 и управляются независимо друг от друга посредством системы управления батареями. Процессор батареи определяет температуру батареи так, как это описано выше, и получает значение температуры выходящего из вентилятора воздуха посредством датчика 532 температуры. На основе температуры батареи и температуры выходящего из вентилятора воздуха, процессор батареи управляет задвижками 534, 536 таким образом, чтобы обеспечить надлежащее количество воздуха для охлаждения батарей.
В дополнительном варианте реализации, показанном на Фиг.5I, воздух, нагретый батареей, может быть использован для отопления кабины локомотива. Процессор 206 управления батареей будет получать показания температуры в кабине оператора посредством пространственного датчика 540 температуры и температуры отходящего от батареи воздуха посредством датчика 532 температуры. После этого процессор 206 управления батареей будет определять, может ли отходящий от батареи воздух быть использован для отопления кабины оператора, и если это так, то будет управлять задвижкой 544 таким образом, чтобы отвести отходящий воздух в кабину оператора через надлежащие решетки и фильтры. В качестве альтернативы этот отходящий воздух направляется в теплообменник, соединенный с системой жидкостного отопления, так что не происходит никаких прямых передач воздуха.
Следует понимать, что Фиг.5В-5I представляют собой просто приводимые в качестве примера конфигурации систем воздушного охлаждения, используемых в сочетании с системой управления батареей для управления температурой батареи, и что имеется и много других возможных конфигураций. Также следует понимать, что система охлаждения батареи может представлять собой автономную систему жидкостного охлаждения, автономную систему воздушного охлаждения или комбинированную систему жидкостного и воздушного охлаждения.
Внутренняя температура батареи будет также использоваться для управления скоростями заряда и разряда в дополнение к традиционному состоянию заряда (SOC). Если внутренняя температура батареи находится в пределах определенного рабочего диапазона температур, например внутренняя температура > Т1, но < Т2, то процессор управления батареей разрешает разряд батареи при том условии, что напряжение на клеммах батареи и состояние заряда (SOC) выше заранее заданных пределов. Аналогичным образом, если внутренняя температура > Т3, но < Т4, то процессор управления батареей разрешает ток перезарядки при том условии, что напряжение на клеммах батареи и состояние заряда (SOC) ниже заранее заданных пределов. Один пример этого состоит в том, чтобы процессор управления батареей разрешал ее разрядку в случае, если Т1 и Т2 составляют 270°С и 350°С соответственно. В другом примере перезарядка со скоростью вплоть до заранее заданной высокой скорости допускается в случае, если Т3 и Т4 составляют 270°С и 320°С соответственно, а значение SOC меньше чем 70% полного заряда батареи. В еще одном другом примере перезарядка с заранее заданной низкой скоростью допускается в случае, если Т3 и Т4 составляют 270°С и 340°С соответственно, а значение SOC меньше чем 100%. В этих примерах значение SOC вычисляется традиционным образом, включая интегрирование тока батареи с целью определения суммарного заряда в ампер-часах, поступающего в батарею и выходящего из батареи.
Локомотивы и внедорожные транспортные средства используются в течение значительной части дня/года. Однако во время периодов простоя внутренняя температура батареи должна оставаться выше заранее заданного предела. Система 202 управления батареей по настоящему изобретению будет взаимодействовать с различными подсистемами для обеспечения того, чтобы батарея оставалась теплой, то есть сохраняла температуру выше заранее заданного предела температуры. Если во время периодов, когда двигатель выключен, температура батареи достигает заранее заданного нижнего предела температуры, то система управления батареей может посылать сигнал на повторный запуск двигателя до тех пор, пока батарея не зарядится до определенного высокого состояния заряда, так чтобы батарея могла поддерживаться теплой. Поскольку локомотив обычно простаивает только в течение коротких периодов времени, этот процесс повторного нагрева батареи ожидается редко. Система управления батареей может отдать команду двигателю/генератору переменного тока или вспомогательному источнику 203 мощности предоставить электрическую мощность для заряда батареи, отдать команду двигателю/генератору переменного тока или вспомогательному источнику 203 предоставить электрическую мощность электрическим нагревательным элементам внутри батареи или посредством ряда переключателей может использовать силовые клеммы постоянного тока на самой батарее для запитывания этих электрических нагревательных элементов. Помимо этого, тепло для батареи могут давать горячие выхлопные газы двигателя.
После продолжительного простоя, вызванного незапланированными событиями (например, продолжительного ремонта), батареи могут быть нагреты с использованием внешнего средства. Например, батареи могут поддерживаться горячими за счет внешнего электропитания постоянного/переменного тока при соответствующем управлении посредством процессора управления батареей. В качестве другого примера могут применяться электрические нагревательные элементы, встроенные в батарею, или могут быть использованы нагревательные элементы в самом транспортном средстве, например элементы реостата торможения. В качестве еще одной альтернативы к клеммам батареи может быть приложена электрическая мощность таким образом, чтобы создать множество внутренних потерь в батарее, например, посредством высокоскоростной зарядки, возможно, с последующей высокоскоростной разрядкой, которые будут нагревать батарею. Также возможно продлить этот период времени, поддерживая батареи теплыми с помощью изоляции/технологий управления тепловыми процессами/управления температурой теплоносителя, как те, что были описаны выше.
Если во время длительных периодов нерабочего состояния локомотива и высокотемпературных батарей, скажем, при нахождении его на запасных путях, температура батареи может упасть до значения, близкого к температуре замерзания находящегося внутри нее электролита, то процессор 206 управления батареей на основе полученных им переменных параметров, например температур от датчиков, или введенной оператором информации, например времени простоя, будет принимать решение о том, использовать ли внутреннюю энергию батареи для нагрева батареи или позволить батарее замерзнуть. Если известно, что локомотив не будет работать раньше, чем через заданное время, такое как 7 дней, то процессор управления батареей позволит батарее замерзнуть. Если ожидается, что локомотив заработает ранее, чем через заданное время, то процессор управления батареей обеспечит возможность, например, того, чтобы дополнительный источник 203 энергии осуществлял электрический нагрев батарей для поддержания их при рабочей температуре.
Хотя раскрываемое здесь изобретение было проиллюстрировано и описано на типичных вариантах реализации, оно не подразумевается ограниченным приведенными подробностями, поскольку в нем могут быть произведены разнообразные модификации и замены без какого-либо отклонения от сущности настоящего изобретения. Таким образом, специалистам в данной области техники с использованием не более чем рутинного экспериментирования могут прийти на ум дополнительные модификации и эквиваленты настоящего изобретения, раскрытого в данном документе, и все такие модификации и эквиваленты полагаются находящимися в рамках сущности и объема раскрываемого изобретения, определенных нижеследующей формулой изобретения.

Claims (19)

1. Система электрических аккумуляторных батарей, установленная на внедорожном транспортном средстве с гибридной энергетической установкой, включающем в себя колеса для опоры и перемещения транспортного средства, генератор электрической мощности, двигатель, приводящий в действие генератор электрической мощности, и тяговые электродвигатели для привода этих колес, причем электрическая мощность, сгенерированная на этом транспортном средстве, аккумулируется в выбранные моменты времени в системе электрических аккумуляторных батарей и выдается из системы электрических аккумуляторных батарей для передачи тяговым электродвигателям с целью приведения в движение этого транспортного средства, причем эти транспортное средство и система батарей подвергаются воздействию окружающей среды, при этом система аккумуляторных батарей содержит множество батарей для аккумулирования и высвобождения электрической мощности, причем каждая батарея создает внутреннюю рабочую температуру батареи, которая превышает самую высокую температуру окружающей это транспортное средство среды; и систему охлаждения, отдельную от системы охлаждения двигателя и выполненную с возможностью регулирования температуры упомянутого множества батарей.
2. Система по п.1, в которой транспортное средство представляет собой железнодорожный локомотив.
3. Система по п.2, в которой система аккумуляторных батарей расположена на тендере локомотива, сцепленном с упомянутым локомотивом.
4. Система по п.1, в которой внутренняя рабочая температура батареи составляет от 270 до 350°С.
5. Система по п.1, в которой упомянутое множество батарей выбраны из группы, состоящей из натрий-никель-хлоридной батареи или натрий-серной батареи.
6. Система по п.1, дополнительно содержащая процессор для определения по меньшей мере одного параметра, связанного с упомянутым множеством батарей; и базу данных для хранения множества тепловых моделей для упомянутого множества батарей, при этом процессор выбирает по меньшей мере одну тепловую модель на основе этого по меньшей мере одного параметра, связанного с батареей.
7. Система по п.6, в которой тепловая модель является показателем внутренней температуры батареи.
8. Система по п.6, в которой этот по меньшей мере один параметр, связанный с батареей, представляет собой возможную температуру внутреннего корпуса батареи, температуру/давление окружающей среды, временную диаграмму тока заряда/разряда батареи и временную диаграмму работы вентилятора(ов) охлаждения батареи, температуру/расход теплоносителя.
9. Система по п.7, в которой батарея содержит множество элементов батареи.
10. Система по п.9, дополнительно содержащая по меньшей мере один датчик температуры для измерения температуры по меньшей мере одного из упомянутого множества элементов батареи.
11. Система по п.10, в которой процессор сравнивает измеренную температуру от упомянутого меньшей мере одного датчика температуры с выбранной тепловой моделью.
12. Система по п.1, в которой система охлаждения подает к батарее охлаждающий воздух.
13. Система по п.1, в которой система охлаждения подает к батарее жидкий теплоноситель.
14. Система по п.1, в которой тепло, выделившееся из упомянутого множества батарей, снабжает нагревающим воздухом кабину оператора.
15. Система электрических аккумуляторных батарей, установленная на внедорожном транспортном средстве с гибридной энергетической установкой, включающем в себя колеса для опоры и перемещения транспортного средства, генератор электрической мощности, двигатель, приводящий в действие генератор электрической мощности, и тяговые электродвигатели для привода этих колес, причем электрическая мощность, сгенерированная на этом транспортном средстве, аккумулируется в выбранные моменты времени в системе электрических аккумуляторных батарей и выдается из системы электрических аккумуляторных батарей для передачи тяговым электродвигателям с целью приведения в движение этого транспортного средства, причем эти транспортное средство и система батарей подвергаются воздействию окружающей среды, при этом система электрических аккумуляторных батарей содержит множество батарей для аккумулирования и высвобождения электрической мощности, причем каждая батарея работает при некоторой внутренней температуре батареи для эффективного аккумулирования и высвобождения электрической мощности, представляющей собой эффективную температуру батареи, которая выше любой из температур окружающей транспортное средство и систему батарей среды, и при этом каждая батарея охлаждается до более низкой температуры, чем ее эффективная внутренняя рабочая температура, когда транспортное средство не находится в эксплуатации в течение длительного периода времени; контрольно-измерительный прибор для измерения параметра, являющегося показателем внутренней температуры батареи; систему охлаждения, отдельную от системы охлаждения двигателя и выполненную с возможностью регулирования температуры упомянутого множества батарей; и контроллер для управления нагревом батареи вновь до ее эффективной температуры, когда внутренняя температура батареи падает ниже заранее заданного уровня, так что батарея остается готовой к эффективной работе при возвращении транспортного средства в эксплуатацию.
16. Система по п.15, дополнительно содержащая источник электрической мощности, соединенный с батареей, и при этом контроллер направляет подачу мощности к батарее для нагрева батареи до желаемой внутренней температуры.
17. Система по п.15, дополнительно содержащая внешний нагреватель, окружающий по меньшей мере часть батареи, и при этом контроллер управляет нагревателем для нагрева батареи до желаемой внутренней температуры.
18. Система по п.15, в которой контролируемый параметр батареи выбран из группы, содержащей температуру снаружи батареи, состояние заряда батареи, временную диаграмму температуры воздуха и временную диаграмму зарядки и разрядки батареи.
19. Система по п.15, в которой тепло, выделившееся из упомянутого множества батареи, снабжает нагревающим воздухом кабину оператора.
RU2007104039/11A 2004-07-02 2005-06-29 Система высокотемпературных батарей для гибридных локомотива и внедорожных транспортных средств RU2388624C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/884,501 2004-07-02
US10/884,501 US20060001399A1 (en) 2004-07-02 2004-07-02 High temperature battery system for hybrid locomotive and offhighway vehicles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007104039A RU2007104039A (ru) 2008-08-10
RU2388624C2 true RU2388624C2 (ru) 2010-05-10

Family

ID=35058464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007104039/11A RU2388624C2 (ru) 2004-07-02 2005-06-29 Система высокотемпературных батарей для гибридных локомотива и внедорожных транспортных средств

Country Status (10)

Country Link
US (2) US20060001399A1 (ru)
EP (1) EP1773619A1 (ru)
JP (1) JP2008505010A (ru)
CN (1) CN101010215B (ru)
AU (1) AU2005270149B2 (ru)
BR (1) BRPI0512774A (ru)
MX (1) MX2007000128A (ru)
RU (1) RU2388624C2 (ru)
WO (1) WO2006014307A1 (ru)
ZA (1) ZA200700529B (ru)

Families Citing this family (127)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005086910A2 (en) * 2004-03-08 2005-09-22 Railpower Technologies Corp. Hybrid locomotive configuration
AU2005273975A1 (en) 2004-08-09 2006-02-23 Railpower Technologies Corp. Regenerative braking methods for a hybrid locomotive
WO2006016569A1 (ja) * 2004-08-11 2006-02-16 Mitsubishi Polyester Film Corporation 二軸延伸ポリエステルフィルム
US7565867B2 (en) * 2004-09-03 2009-07-28 Frank Wegner Donnelly Multiple engine locomotive configuration
WO2006116479A2 (en) * 2005-04-25 2006-11-02 Railpower Technologies Corp. Multiple prime power source locomotive control
US20080264291A1 (en) * 2005-10-19 2008-10-30 Rail Power Technologies Corp Design of a Large Low Maintenance Battery Pack for a Hybrid Locomotive
JP4538418B2 (ja) * 2006-02-15 2010-09-08 トヨタ自動車株式会社 二次電池の充放電制御装置
US7797089B2 (en) * 2006-03-30 2010-09-14 Ford Global Technologies, Llc System and method for managing a power source in a vehicle
US7550946B2 (en) * 2006-06-07 2009-06-23 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and apparatus for real-time life estimation of an electric energy storage device in a hybrid electric vehicle
US7598712B2 (en) * 2006-06-07 2009-10-06 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and apparatus for real-time life estimation of an electric energy storage device
JP4379441B2 (ja) 2006-07-18 2009-12-09 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびそれを備えた車両、蓄電装置の昇温制御方法、ならびに蓄電装置の昇温制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
FR2897018A1 (fr) * 2006-07-31 2007-08-10 Alstom Transport Sa Rame de metro.
JP4981050B2 (ja) * 2006-08-02 2012-07-18 株式会社小松製作所 ハイブリッド作業車両
US8062169B2 (en) 2007-04-30 2011-11-22 Caterpillar Inc. System for controlling a hybrid energy system
US20080276631A1 (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Ajith Kuttannair Kumar System and Method for Cooling a Battery
US7723932B2 (en) * 2007-05-07 2010-05-25 General Electric Company Propulsion system
US7770525B2 (en) 2007-05-07 2010-08-10 General Electric Company System and method for segregating an energy storage system from piping and cabling on a hybrid energy vehicle
US8006626B2 (en) * 2007-05-07 2011-08-30 General Electric Company System and method for cooling a battery
US7921946B2 (en) * 2007-05-07 2011-04-12 General Electric Company System and method for cooling a battery
US9073448B2 (en) * 2007-05-07 2015-07-07 General Electric Company Method of operating propulsion system
US8001906B2 (en) * 2007-05-07 2011-08-23 General Electric Company Electric drive vehicle retrofit system and associated method
US20080288132A1 (en) 2007-05-16 2008-11-20 General Electric Company Method of operating vehicle and associated system
US20080293277A1 (en) * 2007-05-23 2008-11-27 Ajith Kuttannair Kumar System and method for connecting a battery to a mounting system
US20080292945A1 (en) * 2007-05-23 2008-11-27 Ajith Kuttannair Kumar Battery heating system and methods of heating
US20080292948A1 (en) * 2007-05-23 2008-11-27 Ajith Kuttannair Kumar Battery cooling system and methods of cooling
US7772804B2 (en) * 2007-08-06 2010-08-10 General Electric Company Method and apparatus for determining the health of an energy storage system
US8200383B2 (en) * 2007-11-04 2012-06-12 GM Global Technology Operations LLC Method for controlling a powertrain system based upon torque machine temperature
US8215437B2 (en) 2008-03-17 2012-07-10 Icr Turbine Engine Corporation Regenerative braking for gas turbine systems
US8887843B2 (en) * 2008-10-02 2014-11-18 Ford Global Technologies, Llc Hybrid electric vehicle and method for managing heat therein
JP5287208B2 (ja) * 2008-12-17 2013-09-11 株式会社豊田自動織機 産業車両におけるバッテリの冷却装置
JP5149826B2 (ja) * 2009-01-29 2013-02-20 住友重機械工業株式会社 ハイブリッド式作業機械及びサーボ制御システム
JP5265754B2 (ja) * 2009-02-18 2013-08-14 住友重機械工業株式会社 ハイブリッド型ショベル
DE202009004071U1 (de) * 2009-03-23 2010-08-12 Liebherr-France Sas, Colmar Antrieb für einen Hydraulikbagger
JP5948244B2 (ja) * 2009-10-09 2016-07-06 ボルボ ラストバグナー アーベー ハイブリッド電気自動車の蓄電池の温度を制御する装置及び方法
US20120323427A1 (en) * 2010-03-30 2012-12-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control apparatus and vehicle control method
TWI414099B (zh) * 2010-04-19 2013-11-01 Kwang Yang Motor Co Locomotive battery box construction
JP5552370B2 (ja) * 2010-05-28 2014-07-16 本田技研工業株式会社 車両および車両暖機システム
CN102947136B (zh) * 2010-06-18 2015-05-06 丰田自动车株式会社 老化程度判定装置
EP2664512A1 (en) * 2011-01-13 2013-11-20 Hino Motors Ltd. Regeneration control device, hybrid automobile, regeneration control method, and program
JP2012154092A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Kobelco Contstruction Machinery Ltd ハイブリッド建設機械
KR101776309B1 (ko) 2011-05-23 2017-09-19 현대자동차주식회사 전기자동차의 충전시 온도 관리 방법
JP6162696B2 (ja) 2011-07-26 2017-07-12 ゴゴロ インク 電力蓄積デバイスコンパートメントのための装置、方法、および物品
CN103891088B (zh) 2011-07-26 2018-06-26 睿能创意公司 用于提供与电能存储设备收集、充电及分配机处的电能存储设备的可用性有关的信息的装置、方法及物品
US9182244B2 (en) 2011-07-26 2015-11-10 Gogoro Inc. Apparatus, method and article for authentication, security and control of power storage devices, such as batteries
WO2013016564A2 (en) 2011-07-26 2013-01-31 Gogoro, Inc. Apparatus, method and article for reserving power storage devices at reserving power storage device collection, charging and distribution machines
US8560147B2 (en) 2011-07-26 2013-10-15 Gogoro, Inc. Apparatus, method and article for physical security of power storage devices in vehicles
WO2013016540A1 (en) 2011-07-26 2013-01-31 Gogoro, Inc. Apparatus, method and article for collection, charging and distributing power storage devices, such as batteries
EP2736760A4 (en) 2011-07-26 2015-11-04 Gogoro Inc DYNAMIC LIMITATION OF THE OPERATION OF A VEHICLE ENABLING TO MAKE THE BEST SAVINGS POSSIBLE
CN103843225B (zh) 2011-07-26 2018-01-23 睿能创意公司 基于用户简档的用于如电池之类的电力存储设备的认证、安全和控制的装置、方法及物品
TWI576259B (zh) * 2011-07-26 2017-04-01 睿能創意公司 用於電動馬達驅動車輛之組件之熱管理
CN103875149B (zh) 2011-07-26 2017-02-15 睿能创意公司 用于电力存储设备收容空间的装置、方法及物品
WO2013016555A2 (en) 2011-07-26 2013-01-31 Gogoro, Inc. Apparatus, method and article for redistributing power storage devices, such as batteries, between collection, charging and distribution machines
US10186094B2 (en) 2011-07-26 2019-01-22 Gogoro Inc. Apparatus, method and article for providing locations of power storage device collection, charging and distribution machines
BR112014010635B1 (pt) 2011-11-03 2020-12-29 Fastcap Systems Corporation sistema de registro em log
US8852772B2 (en) * 2011-11-15 2014-10-07 GM Global Technology Operations LLC Lithium ion battery cooling system comprising dielectric fluid
WO2013101519A1 (en) * 2011-12-29 2013-07-04 Magna E-Car Systems Of America, Inc. Thermal management system for vehicle having traction motor
WO2013111426A1 (ja) * 2012-01-24 2013-08-01 日本碍子株式会社 電力貯蔵装置及び電力貯蔵装置の運転方法
CN103660967A (zh) 2012-09-24 2014-03-26 通用电气公司 具有改进的能量供应机制的移动运输设备和方法
BR112015011290A2 (pt) 2012-11-16 2017-07-11 Gogoro Inc aparelho, método e artigo para sinais de realização de curva de veículo
DE102012221751A1 (de) * 2012-11-28 2014-05-28 Robert Bosch Gmbh Batteriemodul mit Batteriemodulabdeckung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriemodulabdeckung eines Batteriemoduls
US20140158340A1 (en) * 2012-12-11 2014-06-12 Caterpillar Inc. Active and passive cooling for an energy storage module
FR3000264B1 (fr) * 2012-12-20 2015-02-27 Commissariat Energie Atomique Gestion de batteries haute temperature
US9854438B2 (en) 2013-03-06 2017-12-26 Gogoro Inc. Apparatus, method and article for authentication, security and control of portable charging devices and power storage devices, such as batteries
JP2016521389A (ja) 2013-03-12 2016-07-21 ゴゴロ インク ポータブル電力蓄積デバイス交換プランを変更するための装置、方法、および物品
US9337680B2 (en) * 2013-03-12 2016-05-10 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling an electric vehicle while charging
US11222485B2 (en) 2013-03-12 2022-01-11 Gogoro Inc. Apparatus, method and article for providing information regarding a vehicle via a mobile device
EP2973937B1 (en) 2013-03-15 2020-06-03 Gogoro Inc. Modular system for collection and distribution of electric storage devices
CN105705370B (zh) 2013-08-06 2018-03-23 睿能创意公司 基于电能储存装置热简况调节电动车系统
CN105829160B (zh) 2013-08-06 2017-10-24 睿能创意公司 使用单个或多个电池单元为电动车供电的系统和方法
US9124085B2 (en) 2013-11-04 2015-09-01 Gogoro Inc. Apparatus, method and article for power storage device failure safety
TWI626183B (zh) 2013-11-08 2018-06-11 睿能創意公司 用於提供車輛事件資料的裝置、方法與物品
EP4325025A3 (en) 2013-12-20 2024-04-24 Fastcap Systems Corporation Electromagnetic telemetry device
EP3097626B1 (en) 2014-01-23 2019-03-20 Gogoro Inc. Systems and methods for utilizing an array of power storage devices, such as batteries
US10059222B2 (en) 2014-04-15 2018-08-28 Ford Global Technologies, Llc Battery temperature estimation system
JP6086092B2 (ja) * 2014-04-21 2017-03-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
US10569638B2 (en) * 2014-06-25 2020-02-25 Heinz Welschoff All electric vehicle without plug-in requirement
CN106605338B (zh) 2014-08-11 2019-07-16 睿能创意公司 多方向性的电连接器、插头及系统
USD789883S1 (en) 2014-09-04 2017-06-20 Gogoro Inc. Collection, charging and distribution device for portable electrical energy storage devices
KR101610124B1 (ko) * 2014-09-23 2016-04-08 현대자동차 주식회사 하이브리드 차량의 엔진 속도 제어 장치 및 방법
CN105720318B (zh) * 2014-12-03 2019-06-21 广州汽车集团股份有限公司 一种新能源汽车的液冷电池系统及其温度控制方法
JP6174555B2 (ja) * 2014-12-19 2017-08-02 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ 車両用溶融塩電池の暖機装置
JP6332121B2 (ja) * 2015-04-14 2018-05-30 トヨタ自動車株式会社 電池の昇温装置
EP3303048B1 (en) 2015-06-05 2022-11-16 Gogoro Inc. Systems and methods for vehicle load detection and response
US20170203797A1 (en) * 2016-01-15 2017-07-20 Kotobukiya Fronte Co., Ltd. Interior material for automobile
US9878703B2 (en) * 2016-03-08 2018-01-30 Ford Global Technologies, Llc Electrified vehicle with power dissipation feature
WO2018033880A2 (en) 2016-08-17 2018-02-22 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
EP3566253B1 (en) 2017-01-04 2022-12-28 Shape Corp. Battery support structure for a vehicle
KR102371598B1 (ko) * 2017-04-26 2022-03-07 현대자동차주식회사 배터리 충전량 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법
US10886513B2 (en) 2017-05-16 2021-01-05 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based integration
US11211656B2 (en) 2017-05-16 2021-12-28 Shape Corp. Vehicle battery tray with integrated battery retention and support feature
US10483510B2 (en) 2017-05-16 2019-11-19 Shape Corp. Polarized battery tray for a vehicle
WO2019036552A1 (en) * 2017-08-16 2019-02-21 Claudio Filippone LOST LOCOMOTIVE HEAT RECOVERY SYSTEM AND ASSOCIATED METHODS
CN110481345A (zh) * 2017-08-29 2019-11-22 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种电动车辆
CN111108015A (zh) 2017-09-13 2020-05-05 形状集团 具有管状外围壁的车辆电池托盘
DE112018005556T5 (de) 2017-10-04 2020-06-25 Shape Corp. Batterieträger-bodenbaugruppe für elektrofahrzeuge
US11502530B2 (en) * 2017-12-26 2022-11-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Battery management device, battery system, and vehicle power supply system for managing battery state of charge level when in non-use state
WO2019169080A1 (en) 2018-03-01 2019-09-06 Shape Corp. Cooling system integrated with vehicle battery tray
US11688910B2 (en) 2018-03-15 2023-06-27 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
US10790844B2 (en) * 2018-06-21 2020-09-29 Lear Corporation Sensor measurement verification in quasi real-time
US11942612B2 (en) * 2018-06-22 2024-03-26 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Battery system
KR102530943B1 (ko) * 2018-07-25 2023-05-11 현대자동차주식회사 차량의 열관리 시스템
EP3626489A1 (en) 2018-09-19 2020-03-25 Thermo King Corporation Methods and systems for energy management of a transport climate control system
EP3626490A1 (en) 2018-09-19 2020-03-25 Thermo King Corporation Methods and systems for power and load management of a transport climate control system
US11273684B2 (en) 2018-09-29 2022-03-15 Thermo King Corporation Methods and systems for autonomous climate control optimization of a transport vehicle
US11034213B2 (en) 2018-09-29 2021-06-15 Thermo King Corporation Methods and systems for monitoring and displaying energy use and energy cost of a transport vehicle climate control system or a fleet of transport vehicle climate control systems
US11059352B2 (en) 2018-10-31 2021-07-13 Thermo King Corporation Methods and systems for augmenting a vehicle powered transport climate control system
US10926610B2 (en) 2018-10-31 2021-02-23 Thermo King Corporation Methods and systems for controlling a mild hybrid system that powers a transport climate control system
US10870333B2 (en) 2018-10-31 2020-12-22 Thermo King Corporation Reconfigurable utility power input with passive voltage booster
US10875497B2 (en) 2018-10-31 2020-12-29 Thermo King Corporation Drive off protection system and method for preventing drive off
US11022451B2 (en) 2018-11-01 2021-06-01 Thermo King Corporation Methods and systems for generation and utilization of supplemental stored energy for use in transport climate control
US11554638B2 (en) 2018-12-28 2023-01-17 Thermo King Llc Methods and systems for preserving autonomous operation of a transport climate control system
EP3906173B1 (en) 2018-12-31 2024-05-22 Thermo King LLC Methods and systems for providing predictive energy consumption feedback for powering a transport climate control system
US12017505B2 (en) 2018-12-31 2024-06-25 Thermo King Llc Methods and systems for providing predictive energy consumption feedback for powering a transport climate control system using external data
US11072321B2 (en) 2018-12-31 2021-07-27 Thermo King Corporation Systems and methods for smart load shedding of a transport vehicle while in transit
WO2020142061A1 (en) 2018-12-31 2020-07-09 Thermo King Corporation Methods and systems for notifying and mitigating a suboptimal event occurring in a transport climate control system
US11993131B2 (en) 2018-12-31 2024-05-28 Thermo King Llc Methods and systems for providing feedback for a transport climate control system
US11214118B2 (en) 2019-09-09 2022-01-04 Thermo King Corporation Demand-side power distribution management for a plurality of transport climate control systems
EP3789221B1 (en) 2019-09-09 2024-06-26 Thermo King LLC Prioritized power delivery for facilitating transport climate control
CN112467720A (zh) 2019-09-09 2021-03-09 冷王公司 在一个或多个供电设备站之间对运输气候控制系统的优化配电
US11376922B2 (en) 2019-09-09 2022-07-05 Thermo King Corporation Transport climate control system with a self-configuring matrix power converter
US11203262B2 (en) 2019-09-09 2021-12-21 Thermo King Corporation Transport climate control system with an accessory power distribution unit for managing transport climate control loads
US11458802B2 (en) 2019-09-09 2022-10-04 Thermo King Corporation Optimized power management for a transport climate control energy source
US11420495B2 (en) 2019-09-09 2022-08-23 Thermo King Corporation Interface system for connecting a vehicle and a transport climate control system
US10985511B2 (en) 2019-09-09 2021-04-20 Thermo King Corporation Optimized power cord for transferring power to a transport climate control system
US11135894B2 (en) 2019-09-09 2021-10-05 Thermo King Corporation System and method for managing power and efficiently sourcing a variable voltage for a transport climate control system
US11489431B2 (en) 2019-12-30 2022-11-01 Thermo King Corporation Transport climate control system power architecture
US12043102B2 (en) 2021-12-08 2024-07-23 Ford Global Technologies, Llc Electrified vehicle roof-mounted backup battery

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5432026A (en) * 1993-03-24 1995-07-11 Daimler-Benz Ag Cooling system for high temperature battery
DE19542125A1 (de) * 1994-11-29 1996-05-30 Bayerische Motoren Werke Ag Heiz- und Kühlmittelkreislauf für ein Elektrofahrzeug
US5642270A (en) * 1991-08-01 1997-06-24 Wavedriver Limited Battery powered electric vehicle and electrical supply system
US5647534A (en) * 1994-09-22 1997-07-15 Mercedes-Benz Ag Device for heating an interior of an electric vehicle
RU2198103C2 (ru) * 2001-01-09 2003-02-10 Кузнецов Геннадий Петрович Автономное транспортное средство с рациональным использованием электроэнергии, вырабатываемой в процессе рекуперативного торможения

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2414758B2 (de) * 1974-03-27 1976-04-15 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Elektrolyt-kuehlvorrichtung fuer aus mehreren zellen bestehende akkumulatorenbatterien
FR2553894B1 (fr) * 1983-10-25 1986-04-18 Europ Agence Spatiale Procede et circuit pour le controle de la charge de piles au ni-cd
US5407130A (en) * 1993-07-20 1995-04-18 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Motor vehicle heat storage device with coolant bypass
JPH07264714A (ja) * 1994-03-17 1995-10-13 Suzuki Motor Corp ハイブリッド車両の駆動装置
US5574355A (en) * 1995-03-17 1996-11-12 Midtronics, Inc. Method and apparatus for detection and control of thermal runaway in a battery under charge
US6184656B1 (en) * 1995-06-28 2001-02-06 Aevt, Inc. Radio frequency energy management system
JPH09200908A (ja) * 1996-01-18 1997-07-31 Hitachi Ltd 高温ナトリウム二次電池を用いたハイブリッド自動車用駆動装置
US5680031A (en) * 1996-03-26 1997-10-21 Norvik Traction Inc. Method and apparatus for charging batteries
US5710507A (en) * 1996-04-26 1998-01-20 Lucent Technologies Inc. Temperature-controlled battery reserve system and method of operation thereof
JP2000504477A (ja) * 1996-11-21 2000-04-11 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ バッテリー管理システム及びバッテリー・シミュレータ
DE19734733A1 (de) * 1997-08-11 1999-02-18 Werner Foppe Verfahren zum Antriebstromnetz unabhängiger Land-, Wasser-, Luft- und Raumfahrzeuge durch Hochtemperatur-Akkumulatoren
DE19806135A1 (de) * 1998-02-14 1999-08-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Ermittlung der Temperatur einer Fahrzeugbatterie
JP2000274240A (ja) * 1999-03-23 2000-10-03 Isuzu Motors Ltd ハイブリッド車両用冷却装置
US6137269A (en) * 1999-09-01 2000-10-24 Champlin; Keith S. Method and apparatus for electronically evaluating the internal temperature of an electrochemical cell or battery
US6308639B1 (en) * 2000-04-26 2001-10-30 Railpower Technologies Corp. Hybrid battery/gas turbine locomotive
JP3911621B2 (ja) * 2000-06-06 2007-05-09 株式会社日立製作所 バッテリ駆動列車の鉄道システム
JP2002161966A (ja) * 2000-11-24 2002-06-07 Toyota Motor Corp 駆動装置用流体の制御装置
JP3616005B2 (ja) * 2000-12-20 2005-02-02 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の冷却装置
US6928972B2 (en) * 2001-01-31 2005-08-16 Csxt Intellectual Properties Corporation Locomotive and auxiliary power unit engine controller
JP4520649B2 (ja) * 2001-02-06 2010-08-11 株式会社小松製作所 ハイブリッド式建設機械
US6615118B2 (en) * 2001-03-27 2003-09-02 General Electric Company Hybrid energy power management system and method
US6591758B2 (en) * 2001-03-27 2003-07-15 General Electric Company Hybrid energy locomotive electrical power storage system
US6612245B2 (en) * 2001-03-27 2003-09-02 General Electric Company Locomotive energy tender
US6612246B2 (en) * 2001-03-27 2003-09-02 General Electric Company Hybrid energy locomotive system and method
US7231877B2 (en) * 2001-03-27 2007-06-19 General Electric Company Multimode hybrid energy railway vehicle system and method
CA2343489C (en) * 2001-04-05 2007-05-22 Electrofuel, Inc. Energy storage device for loads having variable power rates
JP2003208855A (ja) * 2002-01-15 2003-07-25 Yyl:Kk 電界放出装置及び方法
US6892701B2 (en) * 2003-01-28 2005-05-17 General Electric Company Method and apparatus for controlling locomotive smoke emissions during transient operation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5642270A (en) * 1991-08-01 1997-06-24 Wavedriver Limited Battery powered electric vehicle and electrical supply system
US5432026A (en) * 1993-03-24 1995-07-11 Daimler-Benz Ag Cooling system for high temperature battery
US5647534A (en) * 1994-09-22 1997-07-15 Mercedes-Benz Ag Device for heating an interior of an electric vehicle
DE19542125A1 (de) * 1994-11-29 1996-05-30 Bayerische Motoren Werke Ag Heiz- und Kühlmittelkreislauf für ein Elektrofahrzeug
RU2198103C2 (ru) * 2001-01-09 2003-02-10 Кузнецов Геннадий Петрович Автономное транспортное средство с рациональным использованием электроэнергии, вырабатываемой в процессе рекуперативного торможения

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0512774A (pt) 2008-04-08
US20060284601A1 (en) 2006-12-21
EP1773619A1 (en) 2007-04-18
JP2008505010A (ja) 2008-02-21
MX2007000128A (es) 2007-03-30
AU2005270149B2 (en) 2011-07-07
CN101010215A (zh) 2007-08-01
WO2006014307A1 (en) 2006-02-09
AU2005270149A1 (en) 2006-02-09
US20060001399A1 (en) 2006-01-05
RU2007104039A (ru) 2008-08-10
CN101010215B (zh) 2010-05-05
ZA200700529B (en) 2008-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2388624C2 (ru) Система высокотемпературных батарей для гибридных локомотива и внедорожных транспортных средств
JP6602426B2 (ja) 電気車両のための充電システム
CN109070758B (zh) 电池温度和充电调节系统及方法
EP2307227B1 (en) Method and system for control of a vehicle energy storage device
CN101808844B (zh) 电推进式运载工具改装系统及运载工具
US10910680B2 (en) Battery thermal management system including thermoelectric device
US9960461B2 (en) System and method for temperature control of multi-battery systems
US20200062126A1 (en) Autonomous vehicle route planning
JP5525441B2 (ja) 推進システム
CN107757392A (zh) 用于电力电子模块和电池的组合冷却回路的操作
CN101808845B (zh) 运行推进系统的方法
JP5771204B2 (ja) 熱管理システム、車両及び関連する方法
US20220134905A1 (en) Electrified vehicle thermal management systems with battery bypass loops
CN112397796A (zh) 用于根据车速来提供改进的电池冷却的电池热管理系统
CN110745001A (zh) 能量分配装置和车辆
CN116888012A (zh) 用于管控电池以避免热失控的管控方法和管控装置
AU2014202139B2 (en) Method and system for control of a vehicle energy storage device