RU2657702C1 - Hybrid vehicle with an asynchronous motor - Google Patents

Hybrid vehicle with an asynchronous motor Download PDF

Info

Publication number
RU2657702C1
RU2657702C1 RU2017105667A RU2017105667A RU2657702C1 RU 2657702 C1 RU2657702 C1 RU 2657702C1 RU 2017105667 A RU2017105667 A RU 2017105667A RU 2017105667 A RU2017105667 A RU 2017105667A RU 2657702 C1 RU2657702 C1 RU 2657702C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electric energy
keys
electric
storage device
drain
Prior art date
Application number
RU2017105667A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Иванович Однокопылов
Юрий Николаевич Дементьев
Иван Андреевич Розаев
Елена Петровна Сенькив
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2017105667A priority Critical patent/RU2657702C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2657702C1 publication Critical patent/RU2657702C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02—Asynchronous induction motors
    • 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

Abstract

FIELD: transportation.
SUBSTANCE: invention relates to hybrid vehicles. Hybrid vehicle with an asynchronous motor comprises an on-board power source to which a storage device containing connected battery batteries is connected. Each power converter contains six transistor switches. Stocks of the first, second and third keys are connected to the source of the fourth, fifth and sixth keys. Drains of the first, second and third keys are connected to the first common point connected to the power storage unit. Sources of the fourth, fifth and sixth keys are connected to the second common point connected to the midpoint between the batteries. Each electric drive of the wheels contains an induction motor with stator windings connected to a star. Beginning of the first coil is connected to the drain of the second key, the second to the drain of the first key, the third to the drain of the third key. Ends of the windings are connected to the power storage device. Key latches are connected to the microcontroller. Shafts of the electric motors are connected to the shafts of the wheels through the transmission of the motor-wheel.
EFFECT: increases the reliability of the drive.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам, а именно к гибридным транспортным средствам, выполненным на основе трехфазного асинхронного электропривода.The invention relates to vehicles, namely to hybrid vehicles made on the basis of a three-phase asynchronous electric drive.

Известно устройство привода для гибридного транспортного средства [RU 2371329 С1, МПК B60K 6/00 (2007.10), опубл. 27.10.2009], содержащее вращающееся электрическое устройство; механизм передачи мощности, комбинирующий мощность, генерируемую вращающимся электрическим устройством, с мощностью, генерируемой двигателем внутреннего сгорания, и подающий комбинированную мощность на вал привода, блок управления мощностью, управляющий вращающимся электрическим устройством, кожух, имеющий первый участок размещения, используемый для размещения блока управления мощностью, и второй участок размещения, используемый для размещения, по меньшей мере, вращающегося электрического устройства и объединенный с первым участком размещения, и элемент крышки, установленный на кожухе и закрывающий отверстие первого участка размещения. Блок управления мощностью содержит преобразователь постоянного напряжения в переменное, установленный в соответствии с вращающимся электрическим устройством, и преобразователь напряжения, выполненный с возможностью генерирования входного напряжения преобразователя постоянного напряжения в переменное.A drive device for a hybrid vehicle is known [RU 2371329 C1, IPC B60K 6/00 (2007.10), publ. 10.27.2009] containing a rotating electrical device; a power transmission mechanism combining the power generated by the rotating electric device with the power generated by the internal combustion engine and supplying the combined power to the drive shaft, a power control unit controlling the rotating electric device, a casing having a first placement portion used to house the power control unit and a second placement portion used to accommodate at least the rotating electrical device and combined with the first portion m accommodation, and a lid member mounted on the casing and covering an opening of the first accommodation portion. The power control unit comprises a DC-to-AC converter configured in accordance with a rotating electrical device, and a voltage converter configured to generate an input voltage of the DC-to-AC converter.

Привод гибридного транспортного средства становится неработоспособен при отказах типа: «обрыв обмотки статора электрического двигателя» или «отказ ключа преобразователя частоты». Происходит полная остановка гибридного транспортного средства, так как круговое вращающееся поле рабочего двигателя после аварии становится пульсирующим с нулевым вращающим моментом.The drive of a hybrid vehicle becomes inoperative in the event of failures of the type: “open stator winding of an electric motor” or “failure of the key of the frequency converter”. There is a complete stop of the hybrid vehicle, since the circular rotating field of the working engine after the accident becomes pulsating with zero torque.

Известен, принятый за прототип, гибридный автомобиль [RU 2481969 С2, B60L 11/18 (2006.01), H02K 44/00 (2006.01), Н05Н 1/00 (2006.01), опубл. 20.05.2013], содержащий последовательно соединенные бортовой источник электрической энергии, накопитель электрической энергии, электронный преобразователь электрической энергии накопителя в трехфазное переменное напряжение и электрический привод колес, соединенные по сигнальным и управляющим входам/выходам через бортовую электронно-вычислительную машину с пультом управления автомобиля. Бортовой источник электрической энергии содержит плазмохимический реактор импульсного действия, на плазменном выходе которого последовательно установлены магнитогидродинамический генератор и каталитический аккумулятор, соединенные по выходному напряжению с накопителем электрической энергии. Электрический привод колес содержит электронный коммутатор питающего трехфазного напряжения и блок асинхронных электрических двигателей для вращения колес автомобиля, статорные обмотки которых по питающему трехфазному напряжению соединены с выходом электронного преобразователя через электронный коммутатор, управляющий вход которого через бортовую ЭВМ соединен с пультом управления автомобиля. Асинхронные электрические двигатели для вращения колес автомобиля выполнены с возможностью соединения их валов с валами вращения колес автомобиля.Known adopted for the prototype, a hybrid car [RU 2481969 C2, B60L 11/18 (2006.01), H02K 44/00 (2006.01), H05H 1/00 (2006.01), publ. 05/20/2013], containing on-board electrical energy source, electrical energy storage device, electronic converter electric energy converter into three-phase alternating voltage and electric wheel drive connected via signal and control inputs / outputs through the on-board electronic computer with the vehicle control panel. The on-board source of electrical energy contains a pulsed plasma chemical reactor, at the plasma output of which a magnetohydrodynamic generator and a catalytic battery are connected in series with the output voltage and connected to the electrical energy storage device. The electric wheel drive contains an electronic switch for supplying three-phase voltage and a block of asynchronous electric motors for rotating the wheels of the car, the stator windings of which are connected to the output of the electronic converter through the supply of three-phase voltage through an electronic switch, the control input of which is connected to the vehicle control panel via the on-board computer. Asynchronous electric motors for rotating the wheels of the car are made with the possibility of connecting their shafts with the shafts of rotation of the wheels of the car.

В рабочем трехфазном режиме работы гибридного автомобиля формируется круговое вращающееся поле и в обмотках асинхронных электрических двигателей протекают трехфазные токи с фазовым сдвигом 2π/3. При обрыве обмотки статора в одном из двигателей или отказе ключа в электронном преобразователе, круговое вращающееся поле других двигателей после аварии становится пульсирующим с нулевым вращающим моментом, так как процесс формирования трехфазных токов зависит от протекающего тока в соседних фазах двигателя. Токи после аварии в двух работоспособных фазах будут иметь одинаковую амплитуды с фазовым сдвигом π. Поэтому двигатель становится полностью неработоспособен.In a working three-phase mode of operation of a hybrid car, a circular rotating field is formed and three-phase currents with a phase shift of 2π / 3 flow in the windings of asynchronous electric motors. When the stator winding breaks in one of the motors or the key in the electronic converter fails, the circular rotating field of the other motors after the accident becomes pulsating with zero torque, since the formation of three-phase currents depends on the current flowing in the adjacent phases of the motor. The currents after the accident in two working phases will have the same amplitude with a phase shift π. Therefore, the engine becomes completely inoperative.

Гибридный автомобиль становится неработоспособен при отказах типа: «обрыв обмотки статора электрического двигателя или «отказ ключа электронного преобразователя» и происходит полная остановка гибридного автомобиля.A hybrid car becomes inoperative in case of failures of the type: “open stator winding of an electric motor or“ key failure of an electronic converter ”and the hybrid car stops completely.

Предлагаемое изобретение направлено на обеспечение живучести гибридного транспортного средства при обрыве обмотки статора асинхронного двигателя или отказе ключа преобразователя частоты.The present invention is aimed at ensuring the survivability of a hybrid vehicle with a broken stator winding of an induction motor or a key failure of the frequency converter.

Гибридное транспортное средство с асинхронного двигателем, так же как в прототипе, содержит бортовой источник электрической энергии, накопитель электрической энергии, преобразователь электрической энергии накопителя в трехфазное переменное напряжение и электрический привод колес, содержащий электрический двигатель для вращения колес автомобиля, причем микроконтроллер соединен с пультом управления, электрические двигатели для вращения колес транспортного средства выполнены с возможностью соединения их валов с валами вращения колес транспортного средства.The hybrid vehicle with an asynchronous motor, as in the prototype, contains an on-board source of electric energy, an electric energy storage device, a converter electric energy converter into a three-phase alternating voltage and an electric wheel drive containing an electric motor for rotating the wheels of the car, the microcontroller being connected to the control panel , electric motors for rotating the wheels of the vehicle are configured to connect their shafts with shafts of rotation of the count with the vehicle.

Согласно изобретению гибридное транспортное средство содержит n преобразователей электрической энергии и n приводов колес, где n=2, 4, 6, 8, …. К бортовому источнику электрической энергии подключен накопитель электрической энергии, содержащий последовательно соединенные между собой аккумуляторные батареи. Каждый преобразователь электрической энергии содержит шесть транзисторных ключей. Сток первого, второго и третьего ключей соответственно подключен к истоку четвертого, пятого и шестого ключей. Стоки первого, второго и третьего ключей соединены в первую общую точку, которая связана с накопителем электрической энергии. Истоки четвертого, пятого и шестого ключей соединены во вторую общую точку, которая связана со средней точкой между аккумуляторными батареями накопителя электрической энергии. Каждый электрический привод колес содержит асинхронный двигатель со статорными обмотками, которые соединены по схеме звезда. Начало первой статорной обмотки подключено к стоку второго транзисторного ключа. Начало второй статорной обмотки подключено к стоку первого транзисторного ключа. Начало третьей статорной обмотки подключено к стоку третьего транзисторного ключа. Концы статорных обмоток подключены к накопителю электрической энергии. Затворы ключей соединены с выходами блока микроконтроллера. Валы асинхронных электрических двигателей соединены с валами вращения колес транспортного средства через передачу мотор-колесо.According to the invention, the hybrid vehicle contains n electric power converters and n wheel drives, where n = 2, 4, 6, 8, .... An electrical energy storage device is connected to the on-board source of electric energy, containing storage batteries connected in series with each other. Each electrical energy converter contains six transistor switches. The drain of the first, second, and third keys is respectively connected to the source of the fourth, fifth, and sixth keys. The drains of the first, second and third keys are connected to the first common point, which is connected with the electric energy storage device. The sources of the fourth, fifth and sixth keys are connected to a second common point, which is connected with the midpoint between the batteries of the electric energy storage device. Each electric wheel drive contains an asynchronous motor with stator windings, which are connected in the form of a star. The beginning of the first stator winding is connected to the drain of the second transistor switch. The beginning of the second stator winding is connected to the drain of the first transistor switch. The beginning of the third stator winding is connected to the drain of the third transistor switch. The ends of the stator windings are connected to an electrical energy storage device. The gates of the keys are connected to the outputs of the microcontroller unit. The shafts of asynchronous electric motors are connected to the shafts of the wheels of the vehicle through a motor-wheel transmission.

Предложенное устройство обеспечивает формирование трехфазных токов в рабочем трехфазном режиме, однако протекание токов в одной фазе не зависит от двух соседних фаз, а значит, при потере работоспособности в одной из фаз в двух оставшихся фазах продолжают формироваться двухфазные токи с фазовым сдвигом 2π/3.The proposed device provides the formation of three-phase currents in a working three-phase mode, however, the flow of currents in one phase does not depend on two adjacent phases, which means that when a failure occurs in one of the phases in the two remaining phases, two-phase currents with a phase shift of 2π / 3 continue to form.

Поле в зазоре асинхронного двигателя в этом случае будет эллиптическим, активная мощность двигателя падает на 33%, что не обеспечивает равномерность вращения вала двигателя, но обеспечивает ограничение функциональности с формированием свойства живучести привода транспортного средства для мотор-колеса при обрыве обмотки статора асинхронного двигателя или отказе ключа преобразователя частоты.The field in the gap of the induction motor in this case will be elliptical, the active power of the motor drops by 33%, which does not ensure uniform rotation of the motor shaft, but provides a limited functionality with the formation of the survivability property of the vehicle drive for the motor wheel when the stator winding breaks in the induction motor or frequency converter key.

На фиг. 1 показана схема гибридного транспортного средства с одним приводом и мотор-колесом на два ведущих колеса.In FIG. 1 shows a diagram of a hybrid vehicle with one drive and a motor wheel on two driving wheels.

Гибридное транспортное средство с асинхронным двигателем (фиг. 1) содержит бортовой источник электрической энергии 1 (ИЭЭ), накопитель электрической энергии 2 (НЭЭ), n преобразователей электрической энергии 3 (ПЭЭ1), …, 3n (ПЭЭn) и n электрических приводов колес 4 (ПК1), …, 4n (ПКn), где n=2, 4, 6, 8, …. К бортовому источнику электрической энергии 1 (ИЭЭ) подключен накопитель электрической энергии 2 (НЭЭ).A hybrid vehicle with an asynchronous motor (Fig. 1) contains an on-board source of electric energy 1 (IEE), an electric energy storage device 2 (NEE), n electric energy converters 3 (PEE1), ..., 3n (PEEN) and n electric wheel drives 4 (PK1), ..., 4n (PKn), where n = 2, 4, 6, 8, .... An electrical energy storage device 2 (NEE) is connected to the on-board source of electrical energy 1 (IEE).

Накопитель электрической энергии 2 (НЭЭ) содержит последовательно соединенные между собой аккумуляторные батареи.The electric energy storage device 2 (NEE) contains batteries connected in series.

Каждый преобразователь электрической энергии 3 (ПЭЭ1), …, 3n (ПЭЭn) содержит шесть транзисторных ключей 3.1, …, 3.6. Сток первого 3.1, второго 3.2 и третьего 3.3 ключей соответственно подключен к истоку четвертого 3.4, пятого 3.5 и шестого 3.6. ключей.Each electric energy converter 3 (PEE1), ..., 3n (PEEn) contains six transistor switches 3.1, ..., 3.6. The drain of the first 3.1, second 3.2 and third 3.3 keys, respectively, is connected to the source of the fourth 3.4, fifth 3.5 and sixth 3.6. keys.

Стоки первого 3.1, второго 3.2 и третьего 3.3 ключей соединены в первую общую точку, которая связана с накопителем электрической энергии 2 (НЭЭ). Истоки четвертого 3.4, пятого 3.5 и шестого 3.6. ключей соединены во вторую общую точку, которая связана со средней точкой 5 между аккумуляторными батареями накопителя электрической энергии 2 (НЭЭ).The drains of the first 3.1, second 3.2 and third 3.3 keys are connected to the first common point, which is connected with the electric energy storage device 2 (NEE). The origins of the fourth 3.4, fifth 3.5 and sixth 3.6. keys connected to the second common point, which is connected with the midpoint 5 between the batteries of the electric energy storage device 2 (NEE).

Каждый электрический привод колес 4 (ПК1), …, 4n (ПКn) содержит асинхронный двигатель 6 (АД) со статорными обмотками 6.1, 6.2, 6.3, которые соединены по схеме звезда. Вал вращения 7 асинхронного электрического двигателя 6 (АД) соединен с валами вращения колес транспортного средства через передачу мотор-колесо 8.Each electric wheel drive 4 (PK1), ..., 4n (PKn) contains an asynchronous motor 6 (HELL) with stator windings 6.1, 6.2, 6.3, which are connected according to a star circuit. The shaft of rotation 7 of the asynchronous electric motor 6 (HELL) is connected to the shafts of rotation of the wheels of the vehicle through the transmission of the motor-wheel 8.

Начало статорной обмотки 6.1 подключено к стоку второго 3.2 транзисторного ключа. Начало статорной обмотки 6.2 подключено к стоку первого 3.1 транзисторного ключа. Начало статорной обмотки 6.3 подключено к стоку третьего 3.3 транзисторного ключа. Концы статорных обмоток 6.1, 6.2, 6.3 подключены к накопителю электрической энергии 2 (НЭЭ).The beginning of the stator winding 6.1 is connected to the drain of the second 3.2 transistor switch. The beginning of the stator winding 6.2 is connected to the drain of the first 3.1 transistor switch. The beginning of the stator winding 6.3 is connected to the drain of the third 3.3 transistor switch. The ends of the stator windings 6.1, 6.2, 6.3 are connected to the electric energy storage device 2 (NEE).

Затворы ключей 3.1, …, 3.6 соединены с выходами блока микроконтроллера 9 (МК), который соединен с пультом управления 10 (ПУ).The gates of the keys 3.1, ..., 3.6 are connected to the outputs of the microcontroller unit 9 (MK), which is connected to the control panel 10 (PU).

В качестве бортового источника электрической энергии 1 (ИЭЭ) может быть использован BoschS4 Silver, содержащий последовательно соединенные двигатель внутреннего сгорания (или дизельный двигатель), выпрямитель и генератор,As an on-board source of electrical energy 1 (IEE) can be used BoschS4 Silver, containing a series-connected internal combustion engine (or diesel engine), a rectifier and a generator,

В накопителе электрической энергии 2 (НЭЭ) могут быть использованы аккумуляторные батареи типа S46B24R «ATLAS». Пульт управления 10 (ПУ) представляет собой пульт дистанционного управления типа 8974552030 TOYOTA, состоящий из монитора, руля, педалей.In the electric energy storage device 2 (NEE), S46B24R “ATLAS” batteries can be used. Remote control 10 (PU) is a remote control type 8974552030 TOYOTA, consisting of a monitor, steering wheel, pedals.

Гибридное транспортное средство с асинхронным двигателем работает следующим образом.A hybrid vehicle with an induction motor operates as follows.

Водитель транспортного средства с пульта управления 10 (ПУ) съемным ключом зажигания подает на микроконтроллер 9 (МК) сигнал включения бортового источника 1 (ИЭЭ) электропитания гибридного транспортного средства. Начинается процесс движения. При этом микроконтроллер 9 (МК) подает управляющий сигнал на преобразователи электрической энергии 3 (ПЭЭ1), …, 3n (ПЭЭn) для подключения к аккумуляторным батареям накопителя электрической энергии 2 (НЭЭ) и преобразования постоянного напряжения указанных аккумуляторных батарей в переменное трехфазное напряжение. Далее водитель включает направление движения транспортного средства рычагом «вперед-назад». При этом микроконтроллер 9 (МК) через пульт управления 10 (ПУ) выдает сигнал для переключения статорных обмоток 6.1, 6.2, 6.3 асинхронного двигателя 6 (ВД) в выбранное направление вращения приводов колес 4 (ПК1), …, 4n (ПКn). Электрические двигатели для вращения колес транспортного средства выполнены с возможностью соединения их валов с валами вращения колес 7 (ПК1) транспортного средства через передачу мотор-колесо 8 (ПК1). Затем водитель педалью скорости движения транспортного средства задает через микроконтроллер 9 (МК) на преобразователи электрической энергии 3 (ПЭЭ1), …, 3n (ПЭЭn) частоту трехфазного напряжения, пропорциональную скорости вращения приводов колес 4 (ПК1), …, 4n (ПКn). При этом трехфазное напряжение заданной частоты преобразователей электрической энергии 3 (ПЭЭ1), …, 3n (ПЭЭn) подается одновременно на статорные обмотки двигателей 6.1, 6.2, 6.3, передних и/или задних приводов колес 4 (ПК1), …, 4n (ПКn) в зависимости от выбранного водителем режима движения исходя из качества дороги и скоростных ограничений. Нажатие водителем на педаль тормоза обеспечивает выдачу микроконтроллером 9 (МК) через пульт управления 10 (ПУ) команд на преобразователи электрической энергии 3 (ПЭЭ1), …, 3n (ПЭЭn) для переключения обмоток статора асинхронного двигателя 6 (ВД) на обратное движение и для изменения частоты напряжения, пропорциональной силе нажатия на педаль тормоза. При этом асинхронный двигатель 6 (ВД) переходит на режим генерации электроэнергии, а именно преобразования при торможении колес энергии инерции транспортного средства в электрическую энергию. Электроэнергия торможения с обмоток асинхронного двигателя 6.1, 6.2, 6.3 через преобразователи электрической энергии 3 (ПЭЭ1), …, 3n (ПЭЭn) и накопитель электрической энергии 2 (НЭЭ) возвращается для подзарядки его силовых аккумуляторных батарей.The driver of the vehicle from the control panel 10 (PU) with a removable ignition key supplies the microcontroller 9 (MK) with a signal to turn on the on-board power source 1 (IEE) of the hybrid vehicle's power supply. The process of movement begins. At the same time, the microcontroller 9 (MK) supplies a control signal to the electric energy converters 3 (PEE1), ..., 3n (PEEn) for connecting the electric energy storage device 2 (NEE) to the batteries and converting the direct voltage of the indicated batteries to an alternating three-phase voltage. Next, the driver includes the direction of movement of the vehicle lever "back and forth". In this case, the microcontroller 9 (MK) through the control panel 10 (PU) gives a signal for switching the stator windings 6.1, 6.2, 6.3 of the asynchronous motor 6 (VD) in the selected direction of rotation of the wheel drives 4 (PC1), ..., 4n (PCn). Electric motors for rotating the wheels of the vehicle are made with the possibility of connecting their shafts with the shafts of rotation of the wheels 7 (PK1) of the vehicle through the transmission motor-wheel 8 (PK1). Then, the driver sets the vehicle’s speed pedal through the microcontroller 9 (MK) to the electric energy converters 3 (PEE1), ..., 3n (PEEn) the frequency of the three-phase voltage proportional to the speed of rotation of the wheel drives 4 (PK1), ..., 4n (PCn). In this case, a three-phase voltage of a given frequency of electric energy converters 3 (PEE1), ..., 3n (PEEn) is supplied simultaneously to the stator windings of motors 6.1, 6.2, 6.3, front and / or rear wheel drives 4 (PK1), ..., 4n (PCn) depending on the driving mode chosen by the driver based on the quality of the road and speed limits. Pressing the brake pedal by the driver provides the issuance by the microcontroller 9 (MK) through the control panel 10 (PU) of commands to the electric energy converters 3 (PEE1), ..., 3n (PEEn) to switch the stator windings of the asynchronous motor 6 (VD) to reverse movement and for voltage frequency changes proportional to the force of pressing the brake pedal. In this case, the asynchronous motor 6 (VD) switches to the electric power generation mode, namely, the conversion of the inertia energy of the vehicle to electric energy when braking the wheels. The braking electricity from the windings of an induction motor 6.1, 6.2, 6.3 through electric energy converters 3 (PEE1), ..., 3n (PEEn) and electric energy storage 2 (NEE) is returned to recharge its power batteries.

При возникновении аварии: обрыве фазы обмотки статора асинхронного двигателя 6.1, 6.2, 6.3 или отказе ключа 3.1, …, 3.6 преобразователя электрической энергии 3 (ПЭЭ1), …, 3n (ПЭЭn) происходит падение мощности, падает скорость движения. По управляющему входу в микроконтроллер 9 (МК) поступает информация о снижении потребления тока преобразователями электрической энергии 3 (ПЭЭ1), …, 3n (ПЭЭn) и на пульте управления 10 (ПУ) появляется информация об аварии и о доступном остаточном ресурсе по мощности асинхронного двигателя 6 (ВД). Скорость движения уменьшается. Водитель или продолжает движение с учетом ограничений по мощности, или, если ресурс мощности позволяет, водитель педалью скорости движения компенсирует потерю мощности на 33%.In the event of an accident: a broken phase of the stator winding of the induction motor 6.1, 6.2, 6.3 or a key failure 3.1, ..., 3.6 of the electric power converter 3 (PEE1), ..., 3n (PEEn), a power drop occurs, the speed decreases. Information on reducing current consumption by electric energy converters 3 (PEE1), ..., 3n (PEEn) is received at the control input to microcontroller 9 (MK) and information about the accident and available residual resource on the power of an induction motor appears on the control panel 10 (PU) 6 (VD). The speed of movement decreases. The driver either continues to drive taking into account power limitations, or, if the power resource allows, the driver compensates for the loss of power by 33% with a speed pedal.

В случае пуска транспортного средства после неустраненной аварии процесс начала движения транспортного средства не отличается от нормальной эксплуатации с учетом ограничений по сниженной мощности приводов колес 4 (ПК1), …, 4n (ПКn), которая сохраняется в микроконтроллере 9 (МК) и выводится на пульт управления 10 (ПУ).In the case of starting the vehicle after an unresolved accident, the process of starting the vehicle does not differ from normal operation, taking into account the restrictions on the reduced power of the wheel drives 4 (PK1), ..., 4n (PCn), which is stored in the microcontroller 9 (MK) and displayed on the remote control control 10 (PU).

Claims (1)

Гибридное транспортное средство с асинхронным двигателем, содержащее бортовой источник электрической энергии, накопитель электрической энергии, преобразователь электрической энергии накопителя в трехфазное переменное напряжение и электрический привод колес, содержащий электрический двигатель для вращения колес автомобиля, причем микроконтроллер соединен с пультом управления, электрические двигатели для вращения колес транспортного средства выполнены с возможностью соединения их валов с валами вращения колес транспортного средства, отличающееся тем, что содержит n преобразователей электрической энергии и n приводов колес, где n = 2, 4, 6, 8, …, к бортовому источнику электрической энергии подключен накопитель электрической энергии, содержащий последовательно соединенные между собой аккумуляторные батареи, а каждый преобразователь электрической энергии содержит шесть транзисторных ключей, при этом сток первого, второго и третьего ключей соответственно подключен к истоку четвертого, пятого и шестого ключей, стоки первого, второго и третьего ключей соединены в первую общую точку, которая связана с накопителем электрической энергии, а истоки четвертого, пятого и шестого ключей соединены во вторую общую точку, которая связана со средней точкой между аккумуляторными батареями накопителя электрической энергии, каждый электрический привод колес содержит асинхронный двигатель со статорными обмотками, которые соединены по схеме звезда, начало первой статорной обмотки подключено к стоку второго транзисторного ключа, начало второй статорной обмотки подключено к стоку первого транзисторного ключа, начало третьей статорной обмотки подключено к стоку третьего транзисторного ключа, концы статорных обмоток подключены к накопителю электрической энергии, затворы ключей соединены с выходами блока микроконтроллера, валы асинхронных электрических двигателей соединены с валами вращения колес транспортного средства через передачу мотор-колесо.A hybrid vehicle with an asynchronous motor, comprising an on-board source of electric energy, an electric energy storage device, a converter of electric energy of the storage device into a three-phase alternating voltage and an electric wheel drive containing an electric motor for rotating the wheels of the automobile, the microcontroller being connected to the control panel, electric motors for rotating the wheels the vehicle is made with the possibility of connecting their shafts with shafts of rotation of the wheels of the vehicle TWA, characterized in that it contains n electric energy converters and n wheel drives, where n = 2, 4, 6, 8, ..., an electric energy storage device containing storage batteries connected in series with each other is connected to the on-board electric energy source, and each converter electrical energy contains six transistor keys, with the drain of the first, second and third keys, respectively, connected to the source of the fourth, fifth and sixth keys, the drains of the first, second and third keys are connected to the first a common point that is connected to the electric energy storage device, and the sources of the fourth, fifth and sixth keys are connected to a second common point that is connected to the midpoint between the electric energy storage batteries, each electric wheel drive contains an induction motor with stator windings, which are connected by star circuit, the beginning of the first stator winding is connected to the drain of the second transistor switch, the beginning of the second stator winding is connected to the drain of the first transistor switch, start the third stator winding is connected to the drain of the third transistor key, the ends of the stator windings are connected to the electric energy storage device, the gate valves are connected to the outputs of the microcontroller unit, the shafts of asynchronous electric motors are connected to the shafts of the vehicle’s wheels through a motor-wheel transmission.
RU2017105667A 2017-02-20 2017-02-20 Hybrid vehicle with an asynchronous motor RU2657702C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017105667A RU2657702C1 (en) 2017-02-20 2017-02-20 Hybrid vehicle with an asynchronous motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017105667A RU2657702C1 (en) 2017-02-20 2017-02-20 Hybrid vehicle with an asynchronous motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2657702C1 true RU2657702C1 (en) 2018-06-14

Family

ID=62619933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017105667A RU2657702C1 (en) 2017-02-20 2017-02-20 Hybrid vehicle with an asynchronous motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2657702C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU192779U1 (en) * 2019-03-27 2019-10-01 Вячеслав Александрович Варавка The device for determining the labels "start" and "end" of the windings of a three-phase asynchronous AC motor with squirrel-cage rotor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1946955A1 (en) * 2005-10-28 2008-07-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive device for hybrid vehicle
RU2481969C2 (en) * 2011-05-16 2013-05-20 Матвеев Владимир Анатольевич Hybrid vehicle
RU2501674C1 (en) * 2012-07-09 2013-12-20 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") Traction motor for transport facility
RU2529306C1 (en) * 2013-02-07 2014-09-27 ЗАО "НТЦ "Привод-Н" Electromechanical transmission
RU149841U1 (en) * 2014-07-30 2015-01-20 Открытое акционерное общество "Плутон" (ОАО "Плутон") ELECTRONIC KEY BLOCK FOR HIGH VOLTAGE LOAD SWITCHING

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1946955A1 (en) * 2005-10-28 2008-07-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive device for hybrid vehicle
RU2481969C2 (en) * 2011-05-16 2013-05-20 Матвеев Владимир Анатольевич Hybrid vehicle
RU2501674C1 (en) * 2012-07-09 2013-12-20 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") Traction motor for transport facility
RU2529306C1 (en) * 2013-02-07 2014-09-27 ЗАО "НТЦ "Привод-Н" Electromechanical transmission
RU149841U1 (en) * 2014-07-30 2015-01-20 Открытое акционерное общество "Плутон" (ОАО "Плутон") ELECTRONIC KEY BLOCK FOR HIGH VOLTAGE LOAD SWITCHING

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU192779U1 (en) * 2019-03-27 2019-10-01 Вячеслав Александрович Варавка The device for determining the labels "start" and "end" of the windings of a three-phase asynchronous AC motor with squirrel-cage rotor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2579451B1 (en) Control apparatus and control method for motor
JP4140552B2 (en) Automotive power supply device and automobile equipped with the same
JP4339757B2 (en) Vehicle drive power generation system
US7999499B2 (en) Rotating electrical machine control system and vehicle drive system
US8052571B2 (en) Control device and control method for hybrid vehicle
US9893581B2 (en) Rotor, and permanent-magnet-type rotational electric machine, electric drive system, and electric vehicle which are provided with said rotor
US9374022B2 (en) Control apparatus and control method for voltage conversion apparatus
US20180105064A1 (en) Drive device and vehicle
US9994215B2 (en) Hybrid vehicle
US20170057491A1 (en) Hybrid vehicle
JP6330834B2 (en) Hybrid vehicle
WO2013027290A1 (en) Vehicle, and vehicle control method and apparatus
RU2657702C1 (en) Hybrid vehicle with an asynchronous motor
JP2011251606A (en) Control device of vehicle
RU2638219C1 (en) Hybrid vehicle with asynchronous engine
JP6451726B2 (en) Hybrid car
RU2629729C1 (en) Hybrid vehicle with ac electronic motor
JP4613883B2 (en) Hybrid car
RU2657707C1 (en) Hybrid vehicle with a brushless dc electric motor
JP6451725B2 (en) Hybrid car
JP2013159158A (en) Vehicle
CN112930648B (en) Power conversion device
JP2017114209A (en) Hybrid vehicle
JP2017128193A (en) Hybrid vehicle
JP2017047848A (en) Hybrid vehicle

Legal Events

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

Effective date: 20200221