RU2478047C2 - Combined (hybrid) power plant of transport facility built around dynamotor assembly - Google Patents
Combined (hybrid) power plant of transport facility built around dynamotor assembly Download PDFInfo
- Publication number
- RU2478047C2 RU2478047C2 RU2008147043/11A RU2008147043A RU2478047C2 RU 2478047 C2 RU2478047 C2 RU 2478047C2 RU 2008147043/11 A RU2008147043/11 A RU 2008147043/11A RU 2008147043 A RU2008147043 A RU 2008147043A RU 2478047 C2 RU2478047 C2 RU 2478047C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bne
- keu
- control system
- energy
- vehicle
- 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
- Y02T10/70—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
Abstract
Description
Заявленное техническое решение относится к области транспортного машиностроения, а именно к транспортным средствам с электрической тягой.The claimed technical solution relates to the field of transport engineering, namely to vehicles with electric traction.
Рост численности автомобильного парка, сокращение запасов топлива нефтяного происхождения, рост цен на нефть предопределяют поиск новых и нестандартных решений в области сокращения расхода топлива и выбросов вредных веществ в атмосферу автотранспортом. В настоящее время получили большое распространение работы по созданию комбинированных (гибридных) энергоустановок транспортных средств.The increase in the fleet, the reduction in oil-based fuel reserves, and the rise in oil prices determine the search for new and innovative solutions to reduce fuel consumption and harmful emissions into the atmosphere by vehicles. Currently, work on the creation of combined (hybrid) power plants of vehicles has become widespread.
Среди существующих разработок одним из направлений является создание комбинированных энергоустановок, первичным источником энергии в которых служит двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Так, например, из патента РФ №17690 U1, МПК В60L 11/12, опубл. 20.04.2001, известна гибридная тяговая установка, содержащий ходовое шасси с ведущими колесами и тяговую энергетическую установку, включающую ДВС, мотор-генератор, тяговые электродвигатели, связанные с ведущими колесами, буферную аккумуляторную и конденсаторную батареи, блок управления. Подобная энергоустановка в сравнении с непосредственным механическим приводом колес транспортного средства от ДВС позволяет значительно сократить расход топлива и улучшить экологические показатели в результате увеличения времени работы ДВС на установившихся режимах, а также в результате рекуперации энергии торможения транспортного средства.Among the existing developments, one of the directions is the creation of combined power plants, the primary source of energy in which is the internal combustion engine (ICE). So, for example, from RF patent No. 17690 U1, IPC
Однако применение ДВС обуславливает использование жидких или газообразных углеводородных топлив, обычно нефтяного происхождения, что, в свою очередь, не может не вызывать загрязнения окружающей среды.However, the use of internal combustion engines causes the use of liquid or gaseous hydrocarbon fuels, usually of petroleum origin, which, in turn, cannot but cause environmental pollution.
Альтернативным вариантом является применение в составе комбинированной энергоустановки ДВС, работающего на синтез-газе, который можно получать непосредственно на борту транспортного средства в термокаталитическом реакторе из различных первичных топлив как нефтяного происхождения, так и ненефтяного - бензина, дизельного топлива, биоэтанола, этанола, метанола и др.An alternative is the use of a synthesis gas-powered ICE as part of a combined power plant, which can be obtained directly on board a vehicle in a thermocatalytic reactor from various primary fuels, both of petroleum origin and non-petroleum - gasoline, diesel, bioethanol, ethanol, methanol and other
Комбинированная энергетическая установка для автотранспортного средства является совокупностью разноплановых элементов, имеющих различные принципы действия и выходные параметры. В результате при общем блоке управления для всех элементов комбинированной энергетической установки в нем происходит решение множества различных задач одновременно, что снижает его быстродействие. Кроме того, расположение отдельных элементов комбинированной энергетической установки на некотором удалении друг от друга вызывает рассогласование управляющих воздействий и контрольных сигналов вследствие искажения передаваемых сигналов и появления в них шумов из-за наводки электрических помех в проводах большой длины.The combined power plant for a vehicle is a combination of diverse elements having different operating principles and output parameters. As a result, with a common control unit for all elements of a combined power plant, it solves many different tasks at the same time, which reduces its speed. In addition, the location of the individual elements of the combined power plant at some distance from each other causes a mismatch of the control actions and control signals due to distortion of the transmitted signals and the appearance of noise due to the interference of electrical noise in long wires.
Технический результат, на достижение которого направлено данное техническое решение, заключается в обеспечении многотопливности транспортной установки, т.е. способности работать на различных видах топлива: как нефтяного, так и ненефтяного происхождения при значительном снижении содержания вредных веществ в отработавших газах ДВС. Кроме того, техническим результатом также является повышение надежности и точности управления комбинированной энергетической установкой транспортного средства, что повышает эффективность ее работы.The technical result, the achievement of which this technical solution is aimed, is to provide multi-fuel transport installation, i.e. ability to work on various types of fuel: both oil and non-oil origin with a significant reduction in the content of harmful substances in the exhaust gases of the internal combustion engine. In addition, the technical result is also to increase the reliability and accuracy of control of the combined power plant of the vehicle, which increases the efficiency of its work.
Согласно заявленному техническому решению гибридная (комбинированная) энергоустановка (КЭУ) транспортного средства (ТС), платформа которого преимущественно представляет собой унифицированную автотранспортную платформу (УАТП), включает в себя механически связанный с ведущими колесами ТС тяговый электродвигатель, первичный источник электрической энергии для зарядки буферного накопителя энергии (БНЭ), представляет собой двигатель-генераторную установку (ДГУ), состоящую из двигателя внутреннего сгорания (ДВС), использующего в качестве топлива синтез-газ, и приводимого им электрогенератора, с системой подготовки топлива, и систему управления КЭУ. Тяговый электродвигатель подключен к БНЭ, представляющему собой несколько последовательно соединенных блоков аккумуляторных батарей, с возможностью потребления его энергии в процессе движения ТС и рекуперации энергии в процессе торможения ТС. Тяговый электродвигатель представляет собой обратимую асинхронную электромашину частотного управления с короткозамкнутым ротором, подключенную к БНЭ через преобразователь напряжения (инвертор). Первичный источник электрической энергии, обеспечивающий зарядку БНЭ, представляет собой двигатель-генераторную установку с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), использующий в качестве топлива высоконасыщенный водородом синтез-газ, и приводимым им электрогенератором (ЭГ), с системой подготовки топлива, главным элементом которой является термокаталитический реактор, в котором подаваемое углеводородное топливо за счет тепловой энергии выпускных газов ДВС преобразуется в синтез-газ. Использование в качестве топлива для ДВС синтез-газа позволяет достичь значительного снижение содержания вредных веществ в отработавших газах. ДГУ соединена с БНЭ через преобразователь напряжения (инвертор), преобразующий вырабатываемую ДГУ электрическую энергию до параметров, необходимых для зарядки БНЭ, и имеет электрический выход для питания электрифицированных агрегатов ТС (например, электроусилитель руля, электропривод компрессора и т.д.). Параметры подачи топлива в термокаталитический реактор устанавливаются с учетом режимов работы ДВС системой хранения и подачи топлива (СХиПТ). При этом каждый из элементов КЭУ имеет собственную систему управления и контроля (СУиК). Система управления КЭУ дополнительно включает в себя электронную систему автоматического управления и контроля верхнего уровня (САУиКВУ), собирающую информацию с индивидуальных СУиК, на основании которой САУиКВУ в зависимости от внешних управляющих сигналов от органов управления ТС (ОУ) координирует работу всех элементов КЭУ. При этом, по меньшей мере, одна из систем СУиК и/или система САУиКВУ являются микропроцессорными.According to the claimed technical solution, a hybrid (combined) power installation (KEU) of a vehicle (TS), the platform of which is mainly a unified motor transport platform (UATP), includes a traction motor mechanically connected to the drive wheels of the vehicle, a primary source of electrical energy for charging the buffer storage energy (BNE), is an engine-generator set (DGU), consisting of an internal combustion engine (ICE), using as t fuel synthesis gas, and an electric generator driven by it, with a fuel preparation system, and a control system for KEU. The traction motor is connected to the BNE, which is several series-connected battery packs, with the possibility of consuming its energy during vehicle movement and energy recovery during vehicle braking. The traction motor is a reversible asynchronous frequency-controlled electric machine with a squirrel-cage rotor, connected to the BNE via a voltage converter (inverter). The primary source of electric energy, providing BNE charging, is an engine-generator set with an internal combustion engine (ICE), using synthesis gas highly saturated with hydrogen, and an electric generator (EG) driven by it, with a fuel preparation system, the main element of which is a thermocatalytic reactor in which the supplied hydrocarbon fuel is converted into synthesis gas by the heat energy of the exhaust gases of the internal combustion engine. The use of synthesis gas as a fuel for ICE makes it possible to achieve a significant reduction in the content of harmful substances in exhaust gases. DGU is connected to the BNE via a voltage converter (inverter), which converts the electric energy generated by the DGU to the parameters necessary for charging the BNE, and has an electric output for powering the electrified units of the vehicle (for example, electric power steering, compressor electric drive, etc.). The parameters of the fuel supply to the thermocatalytic reactor are set taking into account the operating modes of the internal combustion engine by the fuel storage and supply system (SHiPT). Moreover, each of the elements of the KEU has its own control and monitoring system (QMS). The control system of KEU additionally includes an electronic system of automatic control and control of the upper level (SAUiKVU), collecting information from individual ICs, based on which SAUiKVU, depending on external control signals from the control bodies of the vehicle (OS), coordinates the operation of all elements of the KEU. At the same time, at least one of the ICS systems and / or the ACSMS system are microprocessor-based.
Предложенное техническое решение поясняется чертежом (фиг.1), на котором изображена принципиальная функциональная схема комбинированной энергоустановки автотранспортного средства.The proposed technical solution is illustrated by the drawing (figure 1), which shows a schematic functional diagram of a combined power plant of a vehicle.
КЭУ имеет в своем составе тяговый асинхронный электродвигатель (ТАЭД) (2) с коротко замкнутым ротором, представляющий собой обратимую электромашину, принципиальным условием применения которой является обеспечение ей высокого КПД во всем рабочем диапазоне частот вращения и нагрузок. ТАЭД (2) механически, посредством шарнирных валов и редуктора, соединен с ведущими колесами (1) ТС и развивает максимальную мощность, необходимую для динамичного движения ТС, а также рекуперации энергии в буферный накопитель энергии (БНЭ) (4) при торможении ТС. Для обеспечения согласования электрических параметров между ТАЭД (2) и БНЭ (4) применен преобразователь напряжения (инвертор) (3) частотного регулирования.KEU incorporates a traction asynchronous electric motor (TAED) (2) with a short-circuited rotor, which is a reversible electric machine, the fundamental condition for the application of which is to provide it with high efficiency in the entire operating range of rotational speeds and loads. The TAED (2) is mechanically connected by means of articulated shafts and a reducer to the drive wheels (1) of the vehicle and develops the maximum power necessary for the dynamic movement of the vehicle, as well as energy recovery in the energy buffer (4) during braking of the vehicle. To ensure the coordination of electrical parameters between the TAED (2) and BNE (4), a voltage converter (inverter) (3) of frequency regulation was used.
Одним из узловых элементов комбинированных энергетических установок являются БНЭ (4). К ним предъявляются жесткие требования по характеристикам удельной мощности как заряда, так и разряда. Требования по емкости накопителей энергии в составе комбинированных энергоустановок по сравнению с требованиями, предъявляемыми к накопителям электромобилей, снижены. Это обусловлено наличием первичного источника энергии в составе комбинированных энергоустановок, который обеспечивает дальность хода автотранспортного средства, в то время как в конструкции электромобиля запас хода обеспечивается единственным накопителем энергии.One of the key elements of combined power plants are BNE (4). They are subject to stringent requirements for the characteristics of the specific power of both charge and discharge. The requirements for the capacity of energy storage devices in combined power plants are reduced compared with the requirements for electric vehicle storage. This is due to the presence of a primary energy source in the combined power plants, which ensures the range of the vehicle, while in the design of the electric vehicle the power reserve is provided by a single energy storage.
КЭУ ТС работает следующим образом. В термокаталитический реактор (16) из системы хранения и подачи топлива (СХиПТ) (8) поступает первичное топливо. В термокаталитическом реакторе (16) за счет энергии отработавших газов двигателя внутреннего сгорания (ДВС) (9) первичное топливо преобразуется в синтез-газ, который поступает в ДВС (9). ДВС (9) приводит электрогенератор (ЭГ) (7), вырабатывающий электроэнергию для заряда БНЭ (4), состоящего из четырех блоков аккумуляторных батарей. Заряд БНЭ (4) осуществляется через преобразователь напряжения (инвертор) (6). Энергия, накопленная в БНЭ (4), расходуется на питание ТАЭД (2) через преобразователь напряжения (инвертор) (3), преобразующий постоянное напряжение БНЭ (4) в переменное изменяемой частоты и амплитуды и наоборот, что необходимо для рекуперации энергии при торможении. ТАЭД (2) механически соединен с ведущими колесами транспортного средства (1).KEU TS works as follows. Primary fuel enters the thermocatalytic reactor (16) from the fuel storage and supply system (CXiPT) (8). In a thermocatalytic reactor (16), due to the energy of the exhaust gases of an internal combustion engine (ICE) (9), the primary fuel is converted into synthesis gas, which enters the ICE (9). ICE (9) drives an electric generator (EG) (7) that generates electricity to charge the BNE (4), which consists of four battery units. The BNE charge (4) is carried out through a voltage converter (inverter) (6). The energy stored in the BNE (4) is spent on supplying the TAED (2) through a voltage converter (inverter) (3), which converts the constant voltage of the BNE (4) into a variable frequency and amplitude and vice versa, which is necessary for energy recovery during braking. TAED (2) is mechanically connected to the drive wheels of the vehicle (1).
Система управления КЭУ в предлагаемой схеме является многоуровневой и выполнена в модульном исполнении. Отдельные модули этой системы выполнены в виде индивидуальных систем управления и контроля (СУиК) (10), (11), (12), (13) и (14), осуществляющих управление и контроль такими узлами схемы, как: СХиПТ (8), ДВС (9), ЭГ (7), Инвертор (6), БНЭ (4) и Инвертор (3). Описанные модули системы управления имеют связь с объектами управления и контроля и непосредственно с электронной системой автоматического управления и контроля верхнего уровня (САУиК ВУ).The control system of the KEU in the proposed scheme is multi-level and is made in a modular design. Separate modules of this system are made in the form of individual control and monitoring systems (C&C) (10), (11), (12), (13) and (14), which control and control such circuit units as: SCiPT (8), ICE (9), EG (7), Inverter (6), BNE (4) and Inverter (3). The described modules of the control system are connected with the objects of control and control and directly with the electronic system of automatic control and control of the upper level (SAUiK VU).
САУиК ВУ служит для координирования действий всех элементов энергоустановки КЭУ, обеспечения наиболее эффективной их работы и обеспечения управления всей энергоустановкой по сигналам органов управления (ОУ) (15) транспортным средством.SAUiK VU serves to coordinate the actions of all elements of the power plant KEU, to ensure their most efficient operation and to control the entire power plant according to the signals of the controls (OS) (15) by the vehicle.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008147043/11A RU2478047C2 (en) | 2008-11-28 | 2008-11-28 | Combined (hybrid) power plant of transport facility built around dynamotor assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008147043/11A RU2478047C2 (en) | 2008-11-28 | 2008-11-28 | Combined (hybrid) power plant of transport facility built around dynamotor assembly |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008147043A RU2008147043A (en) | 2010-06-10 |
RU2478047C2 true RU2478047C2 (en) | 2013-03-27 |
Family
ID=42681107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008147043/11A RU2478047C2 (en) | 2008-11-28 | 2008-11-28 | Combined (hybrid) power plant of transport facility built around dynamotor assembly |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2478047C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU190257U1 (en) * | 2019-02-26 | 2019-06-25 | Публичное акционерное общество "КАМАЗ" | ENERGY INSTALLATION OF VEHICLE TRAILER STRUCTURE |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2055758C1 (en) * | 1993-03-25 | 1996-03-10 | Евгений Феофанович Ненашко | Modular vehicle |
RU17690U1 (en) * | 2001-01-30 | 2001-04-20 | ООО "Центр коммерциализации технологий" | ECOBUS |
RU2184660C1 (en) * | 2001-01-29 | 2002-07-10 | Леонов Владимир Семенович | Method of recuperation of kinetic energy and vehicle with recuperator (design versions) |
RU57990U1 (en) * | 2006-05-26 | 2006-10-27 | ОАО "Электровыпрямитель" | DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR |
-
2008
- 2008-11-28 RU RU2008147043/11A patent/RU2478047C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2055758C1 (en) * | 1993-03-25 | 1996-03-10 | Евгений Феофанович Ненашко | Modular vehicle |
RU2184660C1 (en) * | 2001-01-29 | 2002-07-10 | Леонов Владимир Семенович | Method of recuperation of kinetic energy and vehicle with recuperator (design versions) |
RU17690U1 (en) * | 2001-01-30 | 2001-04-20 | ООО "Центр коммерциализации технологий" | ECOBUS |
RU57990U1 (en) * | 2006-05-26 | 2006-10-27 | ОАО "Электровыпрямитель" | DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU190257U1 (en) * | 2019-02-26 | 2019-06-25 | Публичное акционерное общество "КАМАЗ" | ENERGY INSTALLATION OF VEHICLE TRAILER STRUCTURE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008147043A (en) | 2010-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8220572B2 (en) | Multi-power source locomotive selection | |
US6321145B1 (en) | Method and apparatus for a fuel cell propulsion system | |
US20010045309A1 (en) | Thermionic automobile | |
EP2247462A1 (en) | Hybrid electric vehicle and methods of production | |
KR20100108712A (en) | Oxyhydrogen vehicle | |
US11027950B2 (en) | System having a secondary current generating assembly for the secondary conversion into electricity of exhaust gas heat from a primary current generating assembly | |
US20090217641A1 (en) | Combustion System Comprising an Electrolyser | |
RU63297U1 (en) | AUTONOMOUS VEHICLE | |
RU2478047C2 (en) | Combined (hybrid) power plant of transport facility built around dynamotor assembly | |
CN201531306U (en) | Variable-frequency generator set | |
CN205292311U (en) | Six rounds of individual drive hybrid vehicle | |
Imai et al. | Total efficiency of a hybrid electric vehicle | |
Sasaki et al. | Development of capacitor hybrid system for urban buses | |
CN101797894A (en) | Electric car power supply device for driving power generation by combining super capacitor with internal-combustion engine | |
CN201544810U (en) | Mileage booster of electric vehicle | |
CN101659204B (en) | Hybrid driving system and driving method thereof | |
CN102658779A (en) | Miniature turbine generation extended range type power control system for electric automobile | |
CN202463602U (en) | Power control system of micro-turbine-power-generation range-extended electric vehicle | |
US20090294192A1 (en) | Apparatus for generating current, motor vehicle with an electric drive and an apparatus of this type | |
RU2475377C2 (en) | Combined (hybrid) power plant of transport facility built around on fuel cells | |
CN208971430U (en) | The discontinuous operation electric traction system of extended-range high-power low-speed | |
Dawood et al. | Performance and fuel economy comparative analysis of conventional, hybrid, and fuel cell heavy-duty transit buses | |
CN205292328U (en) | Electricity caterpillar drive formula vehicle | |
CN106114240A (en) | The power system of a kind of solar electrically propelled vehicle and charging method thereof | |
RU45056U1 (en) | AUTONOMOUS POWER PLANT |