RU2737768C1 - Self-propelled machine with electric transmission - Google Patents
Self-propelled machine with electric transmission Download PDFInfo
- Publication number
- RU2737768C1 RU2737768C1 RU2020116641A RU2020116641A RU2737768C1 RU 2737768 C1 RU2737768 C1 RU 2737768C1 RU 2020116641 A RU2020116641 A RU 2020116641A RU 2020116641 A RU2020116641 A RU 2020116641A RU 2737768 C1 RU2737768 C1 RU 2737768C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- self
- traction
- battery
- propelled
- propelled machine
- Prior art date
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
- B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
- B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
-
- 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
- B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
-
- 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
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
-
- 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
-
- 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
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленным и сельскохозяйственным тракторам, погрузчикам, автогрейдерам, автомобилям, транспортерам и другим гусеничным и колесным самоходным машинам, предназначенным для выполнения землеройных, строительных, дорожных, транспортных, сельскохозяйственных и других работ.The invention relates to industrial and agricultural tractors, loaders, motor graders, automobiles, transporters and other tracked and wheeled self-propelled vehicles designed for excavation, construction, road, transport, agricultural and other works.
Известна самоходная машина, содержащая тяговую аккумуляторную батарею (АКБ), соединенную с сетевым (внешним) источником питания, способным обеспечивать заряда этой АКБ, нагревательный элемент для нагрева жидкости, циркулирующей через АКБ, и схему управления, обеспечивающее переключение потоков энергии сетевого источника на заряд АКБ или на нагревательный элемент в зависимости от величины напряжения на АКБ (US 7683570 А2, 23.03.2010).Known self-propelled machine containing a traction battery (battery) connected to a network (external) power source capable of charging this battery, a heating element for heating the liquid circulating through the battery, and a control circuit that provides switching the energy flows of the network source to charge the battery or on a heating element, depending on the voltage on the battery (US 7683570 A2, 03/23/2010).
Недостатком этого устройства являются отсутствие автономности при тепловой подготовке машины к работе в работе - зависимость от внешнего источника энергии, а также ограниченные функциональные возможности ввиду реализации тепловой подготовки к работе только тяговой АКБ.The disadvantage of this device is the lack of autonomy during the thermal preparation of the machine for operation in operation - dependence on an external energy source, as well as limited functionality due to the implementation of thermal preparation for operation of only the traction battery.
Наиболее близким к предложенному устройству является транспортное средство с устройством его прогрева, содержащее тяговую АКБ, передающую электрическую энергию на тяговый электродвигатель, приводящий в движение транспортное средство (самоходную машину), обогреватель тяговой АКБ, датчик ее температуры, а также блок управления распределением тока (контроллер), осуществляющий передачу энергии от внешнего источника на заряд тяговой АКБ и на ее обогреватель в зависимости от температуры АКБ (RU 2510338 С2, 27.03.2014).The closest to the proposed device is a vehicle with a device for warming it up, containing a traction battery that transmits electrical energy to a traction electric motor that drives a vehicle (self-propelled vehicle), a traction battery heater, a temperature sensor, and a current distribution control unit (controller ), which transfers energy from an external source to the traction battery charge and to its heater, depending on the battery temperature (RU 2510338 C2, 03/27/2014).
Недостатком этой самоходной машины является невозможность возобновления ее работы после длительной стоянки при низких температурах окружающей среды и отсутствии внешнего источника энергии (зарядной станции, сети ~220/380В и т.д.). Обусловлено это тем, что длительная стоянка самоходной машины в этих условиях приводит к понижению температуры тяговой АКБ, невозможности ее самопрогрева и получения от нее мощности, необходимой для начала работы машины, к понижению температуры воздуха в кабине машины и т.д.The disadvantage of this self-propelled machine is the impossibility of resuming its operation after a long stay at low ambient temperatures and the absence of an external energy source (charging station, ~ 220 / 380V network, etc.). This is due to the fact that long-term parking of a self-propelled vehicle under these conditions leads to a decrease in the temperature of the traction battery, the impossibility of its self-heating and receiving from it the power necessary to start the machine, to a decrease in the air temperature in the vehicle cabin, etc.
Другим недостатком известной самоходной машины, особенно при пониженных температурах тяговой АКБ, является пониженное максимальное значение ее тяговой мощности, поскольку энергия на тяговый электродвигатель поступает только от тяговой АКБ, характеристики которой существенно зависят от ее температуры и существенно ухудшаются при понижении этой температуры.Another disadvantage of the known self-propelled vehicle, especially at low temperatures of the traction battery, is the reduced maximum value of its traction power, since the energy to the traction electric motor is supplied only from the traction battery, the characteristics of which significantly depend on its temperature and significantly deteriorate when this temperature drops.
Из анализа аналогов и прототипа следует, что в предшествующем уровне техники не решена техническая проблема создания самоходной машины с электрической трансмиссией, обладающей возможностью ее автономной тепловой подготовки к работе, а также повышенным максимальным значением тяговой мощности.From the analysis of analogs and the prototype, it follows that the prior art has not solved the technical problem of creating a self-propelled machine with an electric transmission, which has the ability to autonomously prepare it for work, as well as an increased maximum value of traction power.
Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является обеспечение возможности автономной тепловой подготовки к работе самоходной машины с электрической трансмиссией при одновременном повышении ее максимальной тяговой мощности.The technical result provided by the invention is to provide the possibility of autonomous thermal preparation for the operation of a self-propelled machine with an electric transmission while increasing its maximum tractive power.
При реализации самоходной машины с электрической трансмиссией, содержащей колесную или гусеничную ходовую часть, кабину, один или несколько тяговых электродвигателей, использующихся для привода одного или нескольких ведущих колес или гусениц этой машины, тяговую АКБ, систему электрооборудования, выполненную с возможностью передачи электрической энергии от тяговой АКБ по меньшей мере на один тяговый электродвигатель, и электрический обогреватель, указанный технический результат достигается за счет того, что самоходная машина дополнительно оснащена энергоагрегатом и/или дополнительной АКБ, способной отдавать электрическую энергию при минимальной рабочей температуре самоходной машины, а система электрооборудования дополнительно выполнена с возможностью управления передачей энергии от энергоагрегата и/или от дополнительной АКБ на электрический обогреватель и/или по меньшей мере на один тяговый электродвигатель.When implementing a self-propelled machine with an electric transmission, containing a wheeled or tracked chassis, a cabin, one or more traction electric motors used to drive one or more driving wheels or tracks of this machine, a traction battery, an electrical equipment system made with the possibility of transmitting electrical energy from the traction A battery for at least one traction electric motor, and an electric heater, the specified technical result is achieved due to the fact that the self-propelled vehicle is additionally equipped with a power unit and / or an additional battery capable of delivering electrical energy at the minimum operating temperature of the self-propelled vehicle, and the electrical system is additionally made with the ability to control the transfer of energy from the power unit and / or from the additional battery to the electric heater and / or to at least one traction motor.
В частных вариантах реализации самоходной машины, описанных в зависимых пунктах формулы изобретения, этот технический результат достигается также за счет того, что:In private embodiments of a self-propelled machine described in the dependent claims, this technical result is also achieved due to the fact that:
- дополнительная АКБ по сравнению с тяговой АКБ выполнена с более низким значение минимальной рабочей температуры и/или с более высоким отношение ее емкости к внутреннему сопротивлению;- the additional battery in comparison with the traction battery is made with a lower value of the minimum operating temperature and / or with a higher ratio of its capacity to internal resistance;
- электрический обогреватель содержит один или группу термоэлектрических преобразователей Пельтье или нагревательных элементов из позисторной керамики или металла, установленных с возможностью подогрева тяговой АКБ, и/или кабины (для подогрева воздуха в кабине, кресла оператора, стекол кабины и т.д.), и/или трансмиссии (бортовых редукторов, тягового электродвигателя и т.д.), и/или ходовой части, и/или по меньшей мере одной составной части системы электрооборудования самоходной машины, причем если электрический обогреватель реализован на основе термопреобразователей Пельтье, то контроллер электрического обогревателя осуществляет их переключение из режима нагрева в режим охлаждения и обратно в зависимости от выходного сигнала датчика температуры из условия нормализации температурного режима работы тяговой АКБ и/или воздуха в кабине оператора;- an electric heater contains one or a group of Peltier thermoelectric converters or heating elements made of posistor ceramics or metal, installed with the possibility of heating the traction battery, and / or the cabin (for heating the air in the cabin, operator's seat, cabin glass, etc.), and / or transmission (final drives, traction motor, etc.), and / or running gear, and / or at least one component of the electrical equipment system of the self-propelled vehicle, and if the electric heater is implemented on the basis of Peltier thermocouples, then the electric heater controller switches them from heating mode to cooling mode and back, depending on the output signal of the temperature sensor from the condition of normalization of the temperature mode of operation of the traction battery and / or air in the operator's cabin;
- система электрооборудования содержит устройство приема электрической энергии от внешнего источника, реализованное в виде электрического соединителя, преобразователя напряжения или выпрямителя и обеспечивающее возможность передачи этой энергии на электрический обогреватель независимо или одновременно с передачей на этот обогреватель электрической энергии от энергоагрегата или дополнительной АКБ;- the electrical equipment system contains a device for receiving electrical energy from an external source, implemented in the form of an electrical connector, voltage converter or rectifier and providing the ability to transfer this energy to an electric heater independently or simultaneously with the transfer of electrical energy to this heater from a power unit or an additional battery;
- энергоагрегат выполнен когенерационного типа, причем самоходная машина дополнительно содержит вентилятор или насос, а также регулирующий клапан, приспособленные для создания потока воздуха или жидкости, обеспечивающие возможность передачи и использования тепловой энергии охлаждающей жидкости, и/или масла в системе смазки, и/или отработавших газов энергоагрегата для тепловой подготовки самоходной машины к работе, а в состав системы электрооборудования входят датчик температуры воздуха, жидкости или составной части самоходной машины, а также контроллер, осуществляющий управление регулирующим клапаном и приводом вентилятора или насоса в зависимости от выходного сигнала этого датчика;- the power unit is made of a cogeneration type, and the self-propelled machine additionally contains a fan or a pump, as well as a control valve, adapted to create a flow of air or liquid, allowing the transfer and use of thermal energy of the coolant and / or oil in the lubrication system, and / or spent gases of the power unit for thermal preparation of a self-propelled machine for operation, and the electrical equipment system includes a temperature sensor for air, liquid or a component of a self-propelled machine, as well as a controller that controls a control valve and a fan or pump drive depending on the output signal of this sensor;
- система электрооборудования содержит по меньшей мере один контроллер АКБ, выполненный с возможностью независимого управления зарядом и разрядом тяговой и дополнительной АКБ;- the electrical equipment system contains at least one battery controller configured to independently control the charge and discharge of the traction and additional battery;
- тяговая и дополнительная АКБ непосредственно или через элементы защиты и/или коммутации имеют равные величины их номинальных напряжений, соединены параллельно и могут быть выполнены с возможностью их заряда в режиме постоянного напряжения;- traction and additional battery, directly or through protection and / or switching elements, have equal values of their nominal voltages, are connected in parallel and can be configured to charge them in constant voltage mode;
- АКБ низковольтной части системы электрооборудования реализована с характеристиками, позволяющими ее использование в качестве дополнительной АКБ;- The battery of the low-voltage part of the electrical equipment system is implemented with characteristics that allow its use as an additional battery;
- система электрооборудования содержит преобразователь напряжения, обеспечивающий обмен электрической энергией между тяговой и дополнительной АКБ;- the electrical equipment system contains a voltage converter, which ensures the exchange of electrical energy between the traction and additional battery;
- самоходная машина дополнительно содержит батарею суперконденсаторов, которая непосредственно или через реверсивный преобразователь напряжения подключена к тяговой или к дополнительной АКБ;- the self-propelled machine additionally contains a supercapacitor battery, which is connected directly or through a reversing voltage converter to a traction battery or to an additional battery;
- энергоагрегат выполнен в виде батареи топливных элементов или двигателя внутреннего сгорания (ДВС), электрического генератора, механически соединенный с ДВС, и контроллера энергоагрегата, реализующего управление генератором и/или ДВС, а также выпрямления выходного напряжения генератора в случае необходимости.- the power unit is made in the form of a battery of fuel cells or an internal combustion engine (ICE), an electric generator, mechanically connected to the internal combustion engine, and a power unit controller that controls the generator and / or internal combustion engine, as well as rectifies the generator output voltage, if necessary.
Реализация отличительных, в том числе альтернативных, признаков независимого и зависимых пунктов формулы изобретения обеспечивает получение одного и того же технического результата.The implementation of the distinctive, including alternative, features of the independent and dependent claims provides the same technical result.
А именно, реализация отличительного признака независимого пункта формулы изобретения, предусматривающего оснащение самоходной машины энергоагрегатом и/или дополнительной АКБ, сохраняющей свою работоспособность при минимальной рабочей температуре самоходной машины, а также передача их энергии на электрический обогреватель, обеспечивает возможность автономной тепловой подготовки самоходной машины к работе после длительной стоянки при низких температурах окружающей среды. При этом одновременно достигается повышение максимальной тяговой мощности самоходной машины за счет передачи этой мощности на тяговые электродвигатели в дополнение к мощности, передаваемой от тяговой АКБ.Namely, the implementation of a distinctive feature of an independent claim, providing for equipping a self-propelled machine with an energy unit and / or an additional battery that retains its performance at the minimum operating temperature of the self-propelled machine, as well as transferring their energy to an electric heater, provides the possibility of autonomous thermal preparation of the self-propelled machine for operation after a long stay at low ambient temperatures. At the same time, an increase in the maximum tractive power of the self-propelled vehicle is achieved by transferring this power to the traction motors in addition to the power transmitted from the traction battery.
Реализация отличительного признака, согласно которому дополнительная АКБ имеет по сравнению с тяговой АКБ более низкое значение минимальной рабочей температуры и/или более высокое отношение ее емкости к внутреннему сопротивлению, обеспечивает возможность передачи повышенной мощности от дополнительной АКБ на электрический обогреватель и тяговые электродвигатели, что также позволяет реализовать автономную тепловую подготовку самоходной машины к работе при низких температурах окружающей среды и повысить ее тяговую мощность.The implementation of the distinctive feature, according to which the additional battery, in comparison with the traction battery, has a lower value of the minimum operating temperature and / or a higher ratio of its capacity to internal resistance, provides the possibility of transferring increased power from the additional battery to an electric heater and traction motors, which also allows to realize autonomous thermal preparation of a self-propelled vehicle for operation at low ambient temperatures and to increase its tractive power.
Применение в электрическом обогревателе термоэлектрических преобразователей Пельтье или нагревательных элементов другого типа, а также их использование для подогрева не только тяговой АКБ, но и кабины (воздуха в кабине, кресла оператора, стекол кабины и т.д.), трансмиссии (бортовых редукторов, тягового электродвигателя и т.д.), ходовой части и/или составных частей системы электрооборудования, позволяет более рационально использовать энергию энергоагрегата или дополнительной АКБ за счет первоочередного подогрева той составной части машины, низкая температура которой препятствует началу ее работы, а также снизить потери энергии в непрогретых узлах и агрегатах самоходной машины во время ее работы. Это также способствует реализации автономной тепловой подготовки к работе самоходной машины при одновременном повышении ее максимальной тяговой мощности.The use of Peltier thermoelectric converters or heating elements of another type in an electric heater, as well as their use for heating not only the traction battery, but also the cabin (air in the cabin, operator's seat, cabin glass, etc.), transmission (final drives, traction electric motor, etc.), undercarriage and / or components of the electrical equipment system, allows more efficient use of the energy of the power unit or additional battery due to the primary heating of that component of the machine, the low temperature of which prevents the start of its operation, as well as reduce energy losses in cold units and assemblies of a self-propelled machine during its operation. This also contributes to the implementation of autonomous thermal preparation for the operation of a self-propelled vehicle while increasing its maximum tractive power.
В случае реализации следующего отличительного признака, предусматривающего переключение термоэлектрических преобразователей Пельтье из режима нагрева в режим охлаждения и обратно, осуществляется более рациональное использование энергии энергоагрегата или дополнительной АКБ путем перераспределения тепловой энергии по принципу теплового насоса, что приводит к достижению указанного технического результата по тем же причинам.In the case of the implementation of the following distinctive feature, which provides for the switching of Peltier thermoelectric converters from heating mode to cooling mode and vice versa, more rational use of the energy of the power unit or an additional battery is carried out by redistributing heat energy according to the principle of a heat pump, which leads to the achievement of the specified technical result for the same reasons ...
Одновременная передача энергии на электрический обогреватель от энергоагрегата или дополнительной АКБ, а также от устройства приема электрической энергии от внешнего источника через электрический соединитель, преобразователь напряжения, выпрямитель и т.д., предусмотренная следующим отличительным признаком изобретения, обеспечивает достижение указанного технического результата на счет увеличения мощности, передаваемой как на электрический обогреватель так и на тяговые электродвигатели. При этом в отдельных случаях сохраняется автономность тепловой подготовки самоходной машины к работе. Например, при размещении внешнего источника энергии на прицепе или ином агрегате, не входящем в состав самоходной машины.Simultaneous transmission of energy to an electric heater from a power unit or an additional battery, as well as from a device for receiving electrical energy from an external source through an electrical connector, a voltage converter, a rectifier, etc., provided by the following distinguishing feature of the invention, ensures the achievement of the specified technical result by increasing power transmitted both to the electric heater and to the traction motors. At the same time, in some cases, the autonomy of the thermal preparation of the self-propelled machine for work is preserved. For example, when placing an external power source on a trailer or other unit that is not part of a self-propelled vehicle.
Применение на самоходной машине энергоагрегата когенерационного типа, а также вентилятора, насоса и регулирующего клапана, обеспечивающих передачу тепловой энергии охлаждающей жидкости, масла в системе смазки и/или отработавших газов энергоагрегата через соответствующие потоки воздуха или жидкости на подогреваемые узлы и агрегаты самоходной машины, обеспечивает достижение указанного технического результата по аналогичным причинам.The use of a cogeneration-type power unit on a self-propelled machine, as well as a fan, a pump and a control valve, ensuring the transfer of thermal energy of the cooling liquid, oil in the lubrication system and / or exhaust gases of the power unit through appropriate air or liquid flows to heated units and assemblies of a self-propelled machine, ensures the achievement of the specified technical result for similar reasons.
Если система электрооборудования содержит контроллер АКБ, обеспечивающий независимое управление зарядом и разрядом тяговой и дополнительной АКБ, то на самоходной машине реализуется обмен энергией между АКБ, передача энергии от дополнительной АКБ на электрический обогреватель или тяговые электродвигатели с минимальными потерями, а также возможность заряда дополнительной АКБ, например, при рекуперативном торможении машины тяговыми электродвигателями. Это приводит к увеличению мощности, передаваемой от дополнительной АКБ на электрический обогреватель и тяговые электродвигатели, что улучшает возможность автономной тепловой подготовки к работе самоходной машины при одновременном повышении ее максимальной тяговой мощности.If the electrical equipment system contains a battery controller that provides independent control of the charge and discharge of the traction and additional battery, then on a self-propelled machine, energy is exchanged between the battery, energy is transferred from the additional battery to an electric heater or traction motors with minimal losses, as well as the possibility of charging an additional battery. eg regenerative braking of the machine with traction motors. This leads to an increase in the power transmitted from the additional battery to the electric heater and traction motors, which improves the possibility of autonomous thermal preparation for the operation of a self-propelled vehicle while increasing its maximum traction power.
С целью достижения указанного технического результата путем применения наиболее простых технических средств, тяговая и дополнительная АКБ могут быть непосредственно или через элементы защиты и/или коммутации соединены параллельно и, в частности, выполнены с возможностью их заряда в режиме постоянного напряжения. С этой же целью АКБ низковольтной части системы электрооборудования может быть реализована с характеристиками, позволяющими ее использовать в качестве дополнительной АКБ, т.е. с возможностью передачи от этой АКБ необходимой энергии на электрический обогреватель при минимальной рабочей температуре самоходной машины.In order to achieve the specified technical result by using the simplest technical means, the traction and additional battery can be connected in parallel directly or through protection and / or switching elements and, in particular, can be charged in a constant voltage mode. For the same purpose, the battery of the low-voltage part of the electrical equipment system can be implemented with characteristics that allow it to be used as an additional battery, i.e. with the possibility of transferring the necessary energy from this battery to an electric heater at the minimum operating temperature of the self-propelled machine.
Для дальнейшего улучшения энергетических характеристик самоходной машины в состав ее системы электрооборудования могут быть включены преобразователь напряжения, обеспечивающий обмен электрической энергией между тяговой и дополнительной АКБ, а также батарея суперконденсаторов, подключенная к тяговой или дополнительной АКБ непосредственно или через реверсивный преобразователь напряжения. Реализация этих отличительных признаков открывает возможность передачи на тяговые электродвигатели и электрический обогреватель импульсов напряжения повышенной мощности, а также формирования импульсов тока такой формы, которая соответствует наиболее быстрой тепловой подготовке к работе самоходной машины и обеспечивает достижение ее максимальной тяговой мощности с учетом характеристик источников энергии, имеющихся на этой машине.To further improve the energy characteristics of a self-propelled vehicle, a voltage converter can be included in its electrical equipment system, which ensures the exchange of electrical energy between the traction and additional battery, as well as a supercapacitor battery connected to the traction or additional battery directly or through a reversible voltage converter. The implementation of these distinctive features opens up the possibility of transmitting voltage pulses of increased power to traction motors and an electric heater, as well as generating current pulses of such a form that corresponds to the fastest thermal preparation for operation of a self-propelled machine and ensures the achievement of its maximum tractive power, taking into account the characteristics of energy sources available on this machine.
Реализация энергоагрегата в виде батареи топливных элементов, либо ДВС с электрическим генератором и контроллером, обеспечивает возможность начала автономной тепловой подготовки самоходной машины к работе после ее стоянки в течение длительного времени, превышающего время саморазряда АКБ. При этом, благодаря высокой удельной мощности такого энергоагрегата и передачи его выходной мощности на тяговые электродвигатели, также обеспечивается повышение максимальной тяговой мощности машины и, соответственно, достижение указанного технического результата.The implementation of the power unit in the form of a battery of fuel cells, or an internal combustion engine with an electric generator and a controller, provides the possibility of starting an autonomous thermal preparation of a self-propelled vehicle for operation after it has been parked for a long time exceeding the self-discharge time of the battery. At the same time, due to the high specific power of such a power unit and the transmission of its output power to traction motors, an increase in the maximum tractive power of the machine is also ensured and, accordingly, the achievement of the specified technical result.
Дополнительно причинно-следственные связи между отличительными признаками изобретения и достигаемым техническим результатом показаны при описании различных вариантов реализации предложенной самоходной машины с электрической трансмиссией.Additionally, causal relationships between the distinctive features of the invention and the achieved technical result are shown when describing various embodiments of the proposed self-propelled vehicle with an electric transmission.
На чертеже приведена ее упрощенная схема.The drawing shows its simplified diagram.
Трансмиссия этой машины, ввиду наличия в ее составе различных механических узлов, в том числе бортовых редукторов, может именоваться также электромеханической трансмиссией. Сама машина может именоваться электрической самоходной машиной, электрической тяговой платформой, электрическим трактором и т.д.The transmission of this machine, due to the presence in its composition of various mechanical units, including final drives, can also be called an electromechanical transmission. The machine itself may be referred to as an electric self-propelled machine, an electric traction platform, an electric tractor, etc.
Роль основного источника энергии на этой машине выполняет тяговая аккумуляторная батарея (АКБ) 1.The role of the main source of energy on this machine is performed by the traction storage battery (ACB) 1.
Ее энергия поступает на тяговые электродвигатели 2 и 3, которые непосредственно или через дополнительные передаточные устройства (муфты, валы, дополнительные зубчатые передачи и т.д.) механически соединены с бортовыми редукторами 4, 5.Its energy is supplied to
Тяговые электродвигатели могут быть асинхронными, вентильными реактивными (индукторными, индукционными - ВРД, ВИД, ВИРД) электродвигателей, с постоянными магнитами в роторе и т.д.Traction electric motors can be asynchronous, valve reactive (inductor, induction - VRD, VID, VIRD) electric motors, with permanent magnets in the rotor, etc.
На бортовых редукторах закреплены ведущие колеса или звездочки 6, 7 соответственно колесной или гусеничной ходовой части самоходной машины.Driving wheels or
Возможна реализация самоходной машины с тяговыми электродвигателями, встроенными в каждое колесо, с одним тяговым электродвигателем и с главной передачей, с одним или двумя ведущими мостами и т.д.It is possible to implement a self-propelled machine with traction electric motors built into each wheel, with one traction electric motor and with a main gear, with one or two driving axles, etc.
Для осуществления тепловой подготовки самоходной машины к работе в ее состав входят электрический обогреватель 8 и дополнительная АКБ 9 и/или энергоагрегат 10.To carry out the thermal preparation of a self-propelled machine for operation, it includes an
Дополнительная АКБ по сравнению с тяговой АКБ имеет, как привило, существенно меньшую емкость (меньший запас энергии) и меньшие габаритные размеры и вес.The additional battery in comparison with the traction battery, as a rule, has a significantly lower capacity (less energy reserve) and smaller overall dimensions and weight.
Электрический обогреватель выполнен в виде одного или группы термоэлектрических преобразователей Пельтье или нагревательных элементов из позисторной керамики или металла. Они установлены с возможностью передачи выделяющегося в них тепла тяговой АКБ 1, кабине (воздуху в кабине, креслу оператора, стеклам кабины и т.д.), трансмиссии (тяговым электродвигателям 2, 3, бортовым редукторам 4, 5, или и т.д.), ходовой части (например, опорным каткам, натяжному колесу, и т.д.) или какой-либо составной части системы электрооборудования самоходной машины, если в ней использованы электронные компоненты, которые не могут работать при низких температурах окружающей среды. Передача тепла от термоэлектрических преобразователей Пельтье или нагревательных элементов к отдельным узлам и агрегатам самоходной машины в зависимости от их конструктивного исполнения может осуществляться путем теплопередачи, естественной конвекции, инфракрасного излучения или через поток какого-либо теплоносителя - воздуха или жидкости, например, антифриза.The electric heater is made in the form of one or a group of Peltier thermoelectric converters or heating elements made of posistor ceramic or metal. They are installed with the possibility of transferring the heat generated in them to the
При существующем уровне техники невозможно создание тяговой АКБ, имеющей одновременно высокую удельную емкость и широкий диапазон рабочих температур. Для решения этой проблемы самоходная машина оснащается дополнительной АКБ 9, которая должна обеспечивать возможность приведения тяговой АКБ в рабочее состояние - ее прогрева. Соответственно, дополнительная АКБ должна сохранять свою работоспособность при наиболее низкой температуре окружающей среды, а также обладать способностью отдавать при этой температуре мощность, необходимую для работы электрического обогревателя 8 и иметь запас энергии, достаточный для прогрева тяговой АКБ. Дальнейшая тепловая подготовка самоходной машины, например прогрев бортовых редукторов и рабочего места оператора, может осуществляться с использованием энергии тяговой АКБ. В случае, если дополнительная АКБ 9 имеет повышенный запас энергии, она может использоваться для прогрева как тяговой АКБ, так и других узлов и агрегатов самоходной машины.With the current state of the art, it is impossible to create a traction battery having both a high specific capacity and a wide range of operating temperatures. To solve this problem, the self-propelled vehicle is equipped with an
Для реализации таких возможностей дополнительная АКБ по сравнению с тяговой АКБ может иметь более низкое значение минимальной рабочей температуры. Например, тяговая АКБ 1 может быть выполнена литий-железо-фосфатной (LiFePO4) с минимальной температурой рабочей разряда -20°С, а дополнительная АКБ 9 литий-титанатной (LTO) с минимальной рабочей температурой разряда -40°С. В этом случае при автономной тепловой подготовке машины к работе после длительной стоянки при температуре -40°С энергия дополнительной АКБ используется для подогрева тяговой АКБ от -40°С до -20°С.To realize these possibilities, the additional battery may have a lower minimum operating temperature than the traction battery. For example,
При снижении температуры в АКБ происходит снижение скорости диффузии ионов электролита, что приводит к увеличению ее внутреннего сопротивления. Возможны ситуации, когда тяговая АКБ сохраняет способность выдавать энергию в нагрузку при минимальной рабочей температуре, но эта энергия из-за возросшего внутреннего сопротивления недостаточна как для самопрогрева этой АКБ, так и для начала движения самоходной машины. Поэтому возможен вариант реализации автономной тепловой подготовкой самоходной машины к работе, в котором тяговая и дополнительная АКБ имеют одинаковые диапазоны рабочих температур, но различные внутренние сопротивления. В этом случае дополнительная АКБ должна относиться к категории «большой мощности», т.е. должна иметь малое внутреннее сопротивление при низкой рабочей температуре и, соответственно, обеспечивать возможность передачи на электрический обогреватель 8 необходимой мощности. Это соответствует отношению ее емкости к внутреннему сопротивлению, например, в диапазоне 25~100 Ah/mΩ. При этом тяговая АКБ, имеющая большую емкость, при низких рабочих температурах самоходной машины может иметь существенно более высокое внутреннее сопротивление в пересчете на единицу ее емкости.When the temperature in the battery decreases, the diffusion rate of electrolyte ions decreases, which leads to an increase in its internal resistance. Situations are possible when the traction battery retains the ability to supply energy to the load at the minimum operating temperature, but this energy, due to the increased internal resistance, is insufficient both for self-heating of this battery and for starting the movement of the self-propelled vehicle. Therefore, it is possible to implement an autonomous thermal preparation of a self-propelled vehicle for operation, in which the traction and additional battery have the same operating temperature ranges, but different internal resistances. In this case, the additional battery must be classified as "high power", ie. should have a low internal resistance at a low operating temperature and, accordingly, provide the ability to transfer the required power to the
В качестве дополнительной АКБ может использоваться АКБ 9 низковольтной части системы электрооборудования. В этом случае она реализована с характеристиками в части диапазона рабочих температур и внутреннего сопротивления, обеспечивающими при низкой температуре окружающей среды работу по меньшей мере электрического обогревателя 8.
Возможно параллельное соединение тяговой и дополнительной АКБ непосредственно или через элементы защиты (предохранители) и/или коммутации (реле, выключатели, контакторы). В этом случае тяговая и дополнительная АКБ должны быть согласованы по своему номинальному рабочему напряжению, а также выполнены с возможностью их заряда в режиме постоянного напряжения с целью предотвращения перезаряда одной из этих АКБ.Parallel connection of traction and additional battery is possible directly or through protection elements (fuses) and / or commutation (relays, switches, contactors). In this case, the traction and additional batteries must be matched in their nominal operating voltage, and also made with the possibility of charging them in constant voltage mode in order to prevent overcharging of one of these batteries.
К любой из АКБ 1, 9 непосредственно или через реверсивный преобразователь напряжения может быть подключена батарея суперконденсаторов (на чертеже условно не показана). Она позволяет кратковременно передать на электрический обогреватель 8 и на тяговые электродвигатели 2, 3 высокую мощность, которую невозможно получить от АКБ.A supercapacitor battery can be connected to any of the
Вместо дополнительной АКБ 9 или в дополнение к ней на машине может быть размещен энергоагрегат 10, выполненный в виде батареи топливных элементов, например, водородно-воздушных, имеющих широкий температурный диапазон эксплуатации внешней среды (-40~+60°С). Энергоагрегат может быть выполнен также на основе двигателя внутреннего сгорания (ДВС) 11, работающего на топливе любого вида (дизельное топливо, бензин, природный газ, водород и т.д.), и электрического генератора 12.Instead of an
Если энергоагрегат выполнен когенерационного типа, то на самоходную машину могут быть дополнительно установлены вентилятор или насос и регулирующий клапан. Они обеспечивают потоки воздуха или жидкости, осуществляющие перенос тепловой энергии охлаждающей жидкости, масла в системе смазки и/или отработавших (выхлопных) газов энергоагрегата на подогреваемые узлы и агрегаты (составные части) самоходной машины.If the power unit is made of a cogeneration type, then a fan or a pump and a control valve can be additionally installed on the self-propelled machine. They provide air or liquid flows that transfer the thermal energy of the coolant, oil in the lubrication system and / or the exhaust (exhaust) gases of the power unit to the heated units and assemblies (components) of the self-propelled machine.
При этом система электрооборудования обеспечивает управление регулирующим клапаном и приводом вентилятора или насоса в зависимости от выходного сигнала датчика температуры воздуха, жидкости или составной части самоходной машины.In this case, the electrical system provides control of the control valve and the fan or pump drive, depending on the output signal of the air, liquid temperature sensor or a component of the self-propelled machine.
Система электрооборудования (система контроля, защиты и управления) самоходной машины в общем случае включает в себя высоковольтную и низковольтную подсистемы и содержит главный (ведущий) контроллер 13, два контроллеров тяговых электродвигателей 14, 15, контроллер электрического обогревателя 16, контроллер АКБ 17, контроллер энергоагрегата 18, преобразователь напряжения 19 (может именоваться контроллером АКБ 9), органы управления движением и торможением самоходной машины 20 (джойстики, педали, клавиши и т.п.), различные низковольтных потребителей (устройства освещения, световой и звуковой сигнализации, контрольно-измерительные приборы, стеклоочистители и т.д.) 21, датчики рабочих параметров самоходной машины и ее другие устройства, условно не показанные на чертеже.The electrical equipment system (monitoring, protection and control system) of a self-propelled vehicle generally includes high-voltage and low-voltage subsystems and contains a main (master)
Отнесение отдельных электрических составных частей самоходной машины к отдельным устройствам или к системе электрооборудования является условным. Например, АКБ 1, 9 и электрический обогреватель могут 8 считаться частью системы электрооборудования машины, что не имеет принципиального значения.The assignment of individual electrical components of a self-propelled machine to separate devices or to an electrical equipment system is conditional. For example,
На самоходной машине возможно объединение контроллеров 13-18, преобразователя 19 и органов управления 20 в единый блок (модуль) или в несколько блоков (модулей), либо их раздельное исполнение в зависимости от выполняемых функций и требований к компоновке самоходной машины. Возможно также конструктивное объединение контроллера энергоагрегата 18 с генератором 12, а контроллеров 14, 15 - с тяговыми электродвигателями 2,3.On a self-propelled machine, it is possible to combine controllers 13-18,
Контроллер энергоагрегата 18 осуществляет управление запуском и скоростью вращения ДВС 11, регулирование возбуждения генератора 12 и, в случае необходимости, преобразует переменное выходное напряжение генератора в постоянное напряжение силовой сети трансмиссии, поступающее на силовую шину 22 с номинальным напряжением, например, 275 В или 540 В.The controller of the
Контроллеры тяговых электродвигателей 14, 15 осуществляют преобразование напряжения на силовых шинах в переменное напряжение, либо в однополярные импульсы перед подачей на тяговые электродвигатели 2, 3. Они могут быть выполнены в виде силовых частотных преобразователей, инверторов или коммутаторов и имеют встроенные системы управления, реализованные на основе микроконтроллеров.
Контроллер АКБ 17 осуществляет управление зарядом и разрядом тяговой АКБ, в том числе ее защиту избыточного заряда и разряда, от перегрузки по току, а также выравнивание (балансировку) напряжения на ее отдельных аккумуляторах во время заряда.The
Контроллер электрического обогревателя 16 содержит соединенные между собой широтно-импульсный регулятор, реализованный на основе микроконтроллера, датчик температуры, интерфейс для приема и передачи сигналов по шине CAN и силовой электронный ключ, осуществляющий подключение нагревательных элементов обогревателя к силовым шинам 22. При этом датчик температуры может осуществлять измерение температуры электрического обогревателя (какого-либо нагревательного элемента) или подогреваемой составной части самоходной машины (ее узла или агрегата). Возможно применение нескольких датчиков температуры и раздельное управление отдельными нагревательными элементами с целью тепловой подготовки различных составных частей самоходной машины.The controller of the
Если электрический обогреватель реализован на основе термопреобразователей Пельтье, то контроллер электрического обогревателя 16 содержит силовые электронные ключи, соединенные по мостовой схеме и обеспечивающие переключение направления тока в этих термопреобразователях. Это позволяет обеспечить возможность нормализации температурного режима работы тяговой АКБ и/или воздуха в кабине оператора за счет перехода обогревателя из режима нагрева в режим охлаждения и обратно в зависимости от выходного сигнала соответствующего датчика температуры. В том числе обеспечить защиту тяговой АКБ от перегрева при работе в условиях высоких температур окружающей среды.If the electric heater is implemented on the basis of Peltier thermocouples, then the
Уровни мощности, необходимые для прогрева или охлаждения тяговой АКБ и других узлов и агрегатов самоходной машины, а также наиболее оптимальные режимы работы нагревательных элементов и термопреобразователей Пельтье, предварительно определяются расчетным или экспериментальным путем далее записываются в энергонезависимую память микропроцессорных контроллеров 13, 16, 17 и 18.The power levels required for warming up or cooling the traction battery and other components and assemblies of a self-propelled vehicle, as well as the most optimal operating modes of heating elements and Peltier thermocouples, are preliminarily determined by calculation or experimentally, then they are written into the non-volatile memory of
Главный контроллер 13 предназначен для координации работы всех контроллеров системы электрооборудования. Его функции может выполнять любой другой контроллер системы электрооборудования. Линии передачи информационных сигналов между ними выполнены с использованием стандарта промышленной сети CAN (Controller Area Network) 23, интерфейсов LIN (Local Interconnection Network), RS-485 (стандарт EIA/TIA) и т.д.The
В электродвигатели 2, 3, бортовые редукторы 4, 5 или передаточные устройства между ними могут быть встроены механические фрикционные тормоза 24, 25, в частности, нормально замкнутые стояночные. Управление тормозами осуществляется непосредственно главным контроллером 13 или контроллерами тяговых электродвигателей 14, 15.
Система электрооборудования может содержать устройство приема электрической энергии от внешнего источника, реализованное, в частности, в виде электрического соединителя 26, обеспечивающее возможность передачи этой энергии на электрический обогреватель независимо или одновременно с передачей на него электрической энергии от энергоагрегата или дополнительной АКБ. Внешний источник энергии может быть подключен к силовой шине 22 непосредственно, через преобразователь напряжения 19 или выпрямитель. Возможны также иные варианты подключения этого источника. Например, к тяговой или дополнительной АКБ, либо непосредственно к электрическому обогревателю 8.The electrical equipment system may comprise a device for receiving electrical energy from an external source, implemented, in particular, in the form of an
Преобразователь напряжения 19 обеспечивает обмен электрической энергией между тяговой и дополнительной АКБ непосредственно или через силовые шины 22, осуществляет согласование их напряжений, а также реализует управляемую передачу электрической энергии от внешнего источника энергии через электрический соединитель 26. В общем случае преобразователь выполнен реверсивным (двунаправленным), в частности, на основе мостового импульсного преобразователя. Возможно различное перераспределение функций, реализуемых преобразователем напряжения 19 и контроллером АКБ 17, в том числе их объединение в единый блок (систему) интеллектуального управления батареями - Battery Management System (BMS).The
Самоходная машина может содержать также различные дополнительные устройства, условно не показанные на чертеже.A self-propelled vehicle may also contain various additional devices that are not conventionally shown in the drawing.
Она работает следующим образом.It works as follows.
Перед начало работы самоходной машины после ее длительной стоянки в холодное время года оператор с помощью органов управления 20 осуществляет запуск энергоагрегата 10 (при его наличии на самоходной машине), а также формирует сигнал начала тепловой подготовки машины к работе. Сигналы о необходимости передачи и уровне мощности, необходимой для тепловой подготовки самоходной машины к работе, через главный контроллер 13 по шине CAN поступают на контроллер энергоагрегата 18 и преобразователь напряжения 19, а сигналы включения электрического обогревателя 8 - на его контроллер.Before the start of the self-propelled machine after its long stay in the cold season, the operator, using the
В зависимости от выходных сигналов датчиков температуры, контроллер обогревателя 16 передает электрическую энергию на термоэлектрические преобразователи Пельтье или нагревательные элементы электрического обогревателя 8, что приводит к повышению температуры подогреваемых узлов и агрегатов самоходной машины.Depending on the output signals of the temperature sensors, the
Если на машине установлен энергоагрегат когенерационного типа, то для указанной тепловой подготовки дополнительно используется тепловая энергия его системы охлаждения, смазки и отработавших газов.If a cogeneration-type power unit is installed on the machine, then for the specified heat treatment, the thermal energy of its cooling system, lubrication and exhaust gases is additionally used.
При этом если есть возможность подключения самоходной машины к внешней электрической сети ~220/380 В, к зарядной станции или к системе электрооборудования другой машины, то для тепловой подготовки машины к работе дополнительно используется этот внешний источник энергии.At the same time, if it is possible to connect the self-propelled machine to an external electrical network of ~ 220/380 V, to a charging station or to the electrical system of another machine, then this external energy source is additionally used to heat the machine for operation.
Информация об окончании тепловой подготовки самоходной машины к работе, а также о возможных ограничениях на нагрузку и скорость ее движения в начале работы, формируется главным контроллером 13 на основании выходных сигналов датчиков температуры и выводится в виде информационных сигналов на панель оператора.Information about the end of the thermal preparation of the self-propelled machine for work, as well as about possible restrictions on the load and the speed of its movement at the beginning of work, is generated by the
После этого оператор с помощью органов управления 20 задает направление и скорость движения машины. В соответствии с этими командами главный контроллер 13 по шине CAN 23 передает сигналы управления тяговыми электродвигателями на их контроллеры 14, 15.After that, the operator, using the
Электрическая энергия от тяговой АКБ, энергоагрегата и, в случае необходимости, от дополнительной АКБ 9 через силовые шины 22 поступает на контроллеры тяговых электродвигателей 14, 15. Тяговые электродвигатели 2, 3, получающие электрическую энергию от контроллеров 14, 15, преобразуют ее в механическую энергию и передают вращающий момент на бортовые редукторы 4, 5 и далее на ведущие колеса или звездочки 6, 7, обеспечивая движение машины.Electric energy from the traction battery, the power unit and, if necessary, from the
Повороты самоходной машины осуществляются путем задания разных угловых скоростей тяговых электродвигателей 2, 3.The turns of the self-propelled machine are carried out by setting different angular speeds of
При поступлении на главный контроллер 13 сигнала остановки (торможения) самоходной машины путем перевода органа управления его движением в нулевое положение или путем воздействия на орган управления тормозом (например, педаль), тяговые электродвигатели 2, 3 переводятся в генераторный режим, преобразуют кинетическую энергию движения самоходной машины в электрическую энергию и передают ее в силовую сеть 22. Энергия из этой сети через контроллер АКБ 17 и передается в тяговую АКБ 1.When the
Одновременно преобразователь напряжения (контроллер) 19, работающий под управлением главного контроллера 13, осуществляет понижение напряжения в силовой сети трансмиссии и передает энергию из силовой сети в дополнительную АКБ 9.At the same time, the voltage converter (controller) 19, operating under the control of the
Путем регулирования тормозного момента, создаваемого тяговыми электродвигателями 2, 3, а также токов заряда тяговой АКБ 1 и дополнительной АКБ 9, обеспечивается необходимая интенсивность торможения, заданная органом управления 20. Если интенсивность торможения недостаточна, главный контроллер 13 формирует сигнал включения тормозов 24, 25.By regulating the braking torque generated by the
Если в процессе работы самоходной машины необходимая температура тяговой АКБ находится в допустимых пределах, в том числе за счет ее самопрогрева, то контроллер обогревателя отключает ее подогрев. В противном случае может продолжаться подогрев тяговой АКБ 1, либо ее охлаждение (если в электрическом обогревателе использованы термоэлектрические элементы Пельтье).If during the operation of the self-propelled vehicle the required temperature of the traction battery is within acceptable limits, including due to its self-heating, then the heater controller turns off its heating. Otherwise,
В те интервалы времени, когда температура тяговой АКБ находится в ее рабочем диапазоне, она используется для восполнения заряда дополнительной АКБ с целью обеспечения возможности повторной тепловой подготовки самоходной машины к работе.In those time intervals when the temperature of the traction battery is in its operating range, it is used to replenish the charge of the additional battery in order to ensure the possibility of re-thermal preparation of the self-propelled vehicle for operation.
Заряд тяговой АКБ осуществляется от стационарного источника энергии через электрический соединитель 26. Во время длительных стоянок самоходной машины возможен также заряд тяговой АКБ от энергоагрегата 10.The traction battery is charged from a stationary energy source through the
Для специалистов в данной области техники понятно, что кроме описанной самоходной машина с электрической трансмиссией возможны также иные варианты ее реализации на основе признаков, изложенных в формуле изобретения.For specialists in this field of technology, it is clear that in addition to the described self-propelled machine with an electric transmission, other variants of its implementation are also possible based on the features set forth in the claims.
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020116641A RU2737768C1 (en) | 2020-05-12 | 2020-05-12 | Self-propelled machine with electric transmission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020116641A RU2737768C1 (en) | 2020-05-12 | 2020-05-12 | Self-propelled machine with electric transmission |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2737768C1 true RU2737768C1 (en) | 2020-12-02 |
Family
ID=73792703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020116641A RU2737768C1 (en) | 2020-05-12 | 2020-05-12 | Self-propelled machine with electric transmission |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2737768C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU861706A1 (en) * | 1979-01-08 | 1981-09-07 | За витель | System for heating transport vehicle engine before starting |
RU110547U1 (en) * | 2011-05-25 | 2011-11-20 | Андрей Владимирович Воронин | HEAT-SAVING CASE WITH HEATING FOR AUTOMOBILE BATTERIES |
JP2013005520A (en) * | 2011-06-14 | 2013-01-07 | Mitsubishi Motors Corp | Warm-up control device for vehicle |
CN103419653A (en) * | 2012-05-22 | 2013-12-04 | 比亚迪股份有限公司 | Electric vehicle, power system of electric vehicle and method for heating battery of electric vehicle |
RU2585398C1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Self-propelled working machine intended for operation in winter conditions |
-
2020
- 2020-05-12 RU RU2020116641A patent/RU2737768C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU861706A1 (en) * | 1979-01-08 | 1981-09-07 | За витель | System for heating transport vehicle engine before starting |
RU110547U1 (en) * | 2011-05-25 | 2011-11-20 | Андрей Владимирович Воронин | HEAT-SAVING CASE WITH HEATING FOR AUTOMOBILE BATTERIES |
JP2013005520A (en) * | 2011-06-14 | 2013-01-07 | Mitsubishi Motors Corp | Warm-up control device for vehicle |
CN103419653A (en) * | 2012-05-22 | 2013-12-04 | 比亚迪股份有限公司 | Electric vehicle, power system of electric vehicle and method for heating battery of electric vehicle |
RU2585398C1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Self-propelled working machine intended for operation in winter conditions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2005270149B2 (en) | High temperature battery system for hybrid locomotive and offhighway vehicles | |
US10266169B2 (en) | Powertrain system for electric and hybrid electric vehicles | |
CA2532410C (en) | Vehicle charging, monitoring and control systems for electric and hybrid electric vehicles | |
CN106004471B (en) | Battery thermal conditioning to extend battery life in electric vehicles | |
JP2019202773A (en) | Apparatus and method for charging electric vehicle | |
US20060250902A1 (en) | Plug-in hybrid vehicle with fast energy storage | |
CN104779662A (en) | Charge balance system and method | |
US11014451B2 (en) | Reconfigurable electrical power conversion system | |
US20070193617A1 (en) | Exhaust heat recovery power generation device and automobile equipped therewith | |
CN107206888B (en) | Electric propulsion system for a vehicle | |
US10406937B2 (en) | Electric vehicle charger and charging method | |
CN111055693A (en) | Vehicle propulsion system with multi-channel DC bus and method of manufacturing the same | |
WO2021159972A1 (en) | A portable rescue power bank | |
CN112259829B (en) | Lithium battery system and aerial working vehicle | |
CN108437815B (en) | Control method for rapid warming of power battery | |
RU2737768C1 (en) | Self-propelled machine with electric transmission | |
WO2015019144A2 (en) | Vehicle and method for controlling the vehicle | |
Kalan et al. | System design and development of hybrid electric vehicles | |
CN212219964U (en) | Power integrated control system for new energy automobile | |
CN113195298A (en) | Charging of batteries for electric motor vehicles | |
CN117774709A (en) | Pure electric tractor system and power management strategy | |
CN114248656A (en) | Charge time prediction for an electrified vehicle battery | |
KR20160048034A (en) | Retrofit system for converting a vehicle into one of a hybrid electric vehicle (hev) and electric vehicle (ev) | |
CN117162861A (en) | Vehicle power domain control system and electric automobile | |
CN116888012A (en) | Control method and control device for controlling battery to avoid thermal runaway |