RU2750502C1 - Схема N 2 охлаждения комбинированной энергетической установки последовательного типа - Google Patents

Схема N 2 охлаждения комбинированной энергетической установки последовательного типа Download PDF

Info

Publication number
RU2750502C1
RU2750502C1 RU2020135582A RU2020135582A RU2750502C1 RU 2750502 C1 RU2750502 C1 RU 2750502C1 RU 2020135582 A RU2020135582 A RU 2020135582A RU 2020135582 A RU2020135582 A RU 2020135582A RU 2750502 C1 RU2750502 C1 RU 2750502C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cooling
generator
subsystem
internal combustion
ice
Prior art date
Application number
RU2020135582A
Other languages
English (en)
Inventor
Глеб Игоревич Скотников
Дмитрий Олегович Бутарович
Артем Ванович Эраносян
Олег Константинович Наседкин
Антон Игоревич Кувичка
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана)
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 бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана)
Priority to RU2020135582A priority Critical patent/RU2750502C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2750502C1 publication Critical patent/RU2750502C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/12—Arrangements for cooling other engine or machine parts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil

Abstract

Изобретение относится к области электротехники, а именно к транспортному машиностроению, в частности к схемам охлаждения комбинированных энергетических установок, предназначенных для автобусов и легких грузовых автомобилей. Технический результат заключается в упрощении системы и обеспечении снижения энергозатрат на вспомогательное оборудование при движении транспортного средства в режиме нулевых выбросов за счет объединения контуров охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и генератора. Предлагается схема охлаждения комбинированной энергетической установки последовательного типа, состоящая из двух подсистем. В первую подсистему входит тяговый электродвигатель (ТЭД) и его инвертор, инвертор генератора, электронасос, питающийся от низковольтной сети транспортного средства, радиатор, расширительный бак. Вторая подсистема состоит из радиатора, расширительного бака, насоса, обеспечивающего расход охлаждающей жидкости через все элементы подсистемы, привод которого осуществляется путем отбора мощности от коленчатого вала ДВС и двух параллельных ветвей. Первая ветвь для охлаждения ДВС, включающая в себя систему охлаждения ДВС. Вторая ветвь для охлаждения генератора, состоящая из рубашки охлаждения генератора и промежуточного теплообменника, обеспечивающего более низкий температурный режим второй ветви, необходимый для работы генератора с максимальной производительностью. 3 ил.

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к схемам охлаждения комбинированных энергетических установок, предназначенных для автобусов и легких грузовых автомобилей.
Уровень техники
Известна схема охлаждения гибридного автомобиля (патентная заявка US 2009/0145375 A1, Опубликовано 11.06.2009). Изобретение относится к системе охлаждения, в частности, к системе охлаждения, используемой в гибридной силовой установке, которая включает в себя двигатель внутреннего сгорания, механизм распределения потов мощности и электрический мотор. Схема охлаждения состоит из двух контуров, соединяющихся через промежуточный теплообменник. Первый контур включает в себя последовательно соединенные двигатель внутреннего сгорания, радиатор, две электромашины. Второй контур подсоединен параллельно части первого контура, включающей в себя две электромашины, и состоит из теплообменника и инверторов электромашин. Теплообменник обеспечивает снижение температуры охлаждающей жидкости, поступающей во второй контур из первого, так как температурный режим работы инверторов отличается от температурного режима работы двигателя внутреннего сгорания. Расход охлаждающей жидкости через элементы системы обеспечивается двумя насосами, установленными в первом контуре.
Недостатком системы является невозможность раздельного охлаждения каждой электромашины и их инверторов, а также объединение электромашин и двигателя внутреннего сгорания в единый контур без дополнительного теплообменника, что может привести к снижению производительности электромашин (ЭМ).
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является упрощение системы и обеспечение снижения энергозатрат на вспомогательное оборудование при движении транспортного средства в режиме нулевых выбросов за счет объединения контуров охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и генератора.
Для решения задачи предлагается схема охлаждения комбинированной энергетической установки последовательного типа, состоящая из двух подсистем. В первую подсистему (фиг. 2) входит ТЭД и его инвертор, инвертор генератора, электронасос, питающийся от низковольтной сети транспортного средства, радиатор, расширительный бак. Вторая подсистема (фиг. 3) состоит из радиатора, расширительного бака, насоса, двух параллельных ветвей. Первая ветвь включает в себя ДВС с установленным на нем насосом, обеспечивающим расход охлаждающей жидкости через все элементы подсистемы, привод которого осуществляется путем отбора мощности от коленчатого вала ДВС и двух параллельных ветвей: первая для охлаждения ДВС, включающая в себя систему охлаждения ДВС, вторая для охлаждения генератора, состоящая из рубашки охлаждения генератора и промежуточного теплообменника, обеспечивающего более низкий температурный режим второй ветви, необходимый для работы генератора с максимальной производительностью.
Перечень фигур
На фиг. 1 изображена структурная схема комбинированной энергоустановки последовательного типа.
На фиг. 2 изображена структурная схема первого контура системы охлаждения КЭУ.
На фиг. 3 изображена структурная схема второго контура системы охлаждения КЭУ.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 сплошными толстыми линиями показаны высоковольтные соединения, сплошными тонкими линиями показаны низковольтные соединения, пунктирными линиями показаны линии передачи данных от датчиков, установленных на агрегатах комбинированной энергоустановки, контроллерам, обеспечивающих их работу, штрихпунктирными линиями показана CAN сеть, в которую включены контроллеры агрегатов и контроллер верхнего уровня, который отвечает за работу алгоритмов комбинированной энергоустановки в целом.
Схема охлаждения агрегатов комбинированной установки последовательного типа, предназначенной для транспортных средств, состоит из двух отдельных подсистем. В первую подсистему (фиг. 2) входит ТЭД и его инвертор, инвертор генератора, электронасос, питающийся от низковольтной сети транспортного средства, радиатор, расширительный бак. Вторая подсистема (фиг. 3) состоит из радиатора, расширительного бака, насоса, двух параллельных ветвей. Первая ветвь включает в себя ДВС с установленным на нем насосом, обеспечивающим расход охлаждающей жидкости через все элементы подсистемы, привод которого осуществляется путем отбора мощности от коленчатого вала ДВС и двух параллельных ветвей: первая для охлаждения ДВС, включающая в себя систему охлаждения ДВС, вторая для охлаждения генератора, состоящая из рубашки охлаждения генератора и промежуточного теплообменника, обеспечивающего более низкий температурный режим второй ветви, необходимый для работы генератора с максимальной производительностью.
Температурный режим работы агрегатов комбинированной энергоустановки транспортного средства: тягового электродвигателя (ТЭД), инвертора генератора (ИН1) и инвертора ТЭД (ИГО) одинаков, поэтому целесообразно объединить их системы охлаждения в одну, что позволяет снизить количество деталей и упростить систему. При последовательном типе комбинированной энергетической установки ДВС и генератор всегда работают совместно, поэтому нет необходимости разделять их системы охлаждения. Включение генератора в систему охлаждения ДВС позволяет снизить затраты энергии на вспомогательное оборудование в режиме движения с нулевыми выбросами и сократить количество агрегатов систем, обеспечивающих функционирование КЭУ. Однако температурный режим работы ДВС, генератора и инвертора генератора различны. В связи с этим инвертор генератора включен в первую подсистему охлаждения, где гарантированно обеспечивается более низкий температурный режим. Требуемый тепловой режим работы генератора при включении его в общую подсистему охлаждения вместе с ДВС обеспечивается промежуточным теплообменником, понижающим температуру охлаждающей жидкости, поступающей в рубашку охлаждения генератора. Привод насоса 2, обеспечивающего расход охлаждающей жидкости через вторую подсистему, от коленчатого вала ДВС позволяет снизить нагрузку на низковольтную электрическую сеть транспортного средства, а также снизить общую стоимость системы за счет использования компонентов, являющимися стандартным оснащением ДВС.
Схема охлаждения разработана в рамках проекта «Разработка научно-технических решений для создания российской комбинированной энергетической силовой установки для городских и пригородных автобусов малого класса» при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования России (по Соглашению №14.574.21.0178, уникальный идентификатор работ: RFMEFI57417X0178).

Claims (1)

  1. Схема охлаждения комбинированной энергетической установки последовательного типа, состоящая из двух подсистем, в первую подсистему входит тяговый электродвигатель (ТЭД) и его инвертор, инвертор генератора, электронасос, питающийся от низковольтной сети транспортного средства, радиатор, расширительный бак, вторая подсистема состоит из радиатора, расширительного бака, насоса, обеспечивающего расход охлаждающей жидкости через все элементы подсистемы, привод которого осуществляется путем отбора мощности от коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и двух параллельных ветвей: первая для охлаждения ДВС, включающая в себя систему охлаждения ДВС, вторая для охлаждения генератора, состоящая из рубашки охлаждения генератора и промежуточного теплообменника, обеспечивающего более низкий температурный режим второй ветви, необходимый для работы генератора с максимальной производительностью.
RU2020135582A 2019-12-30 2019-12-30 Схема N 2 охлаждения комбинированной энергетической установки последовательного типа RU2750502C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020135582A RU2750502C1 (ru) 2019-12-30 2019-12-30 Схема N 2 охлаждения комбинированной энергетической установки последовательного типа

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020135582A RU2750502C1 (ru) 2019-12-30 2019-12-30 Схема N 2 охлаждения комбинированной энергетической установки последовательного типа

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750502C1 true RU2750502C1 (ru) 2021-06-29

Family

ID=76756151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020135582A RU2750502C1 (ru) 2019-12-30 2019-12-30 Схема N 2 охлаждения комбинированной энергетической установки последовательного типа

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750502C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0928886A2 (en) * 1998-01-13 1999-07-14 Modine Manufacturing Company Single core dual circuit heat exchange system
JP2002276364A (ja) * 2001-03-14 2002-09-25 Denso Corp ハイブリッド電気自動車の冷却装置
EP1714013B1 (en) * 2004-02-13 2007-08-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cooling system
RU192462U1 (ru) * 2018-12-25 2019-09-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) Автономный бескабинный седельный тягач

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0928886A2 (en) * 1998-01-13 1999-07-14 Modine Manufacturing Company Single core dual circuit heat exchange system
JP2002276364A (ja) * 2001-03-14 2002-09-25 Denso Corp ハイブリッド電気自動車の冷却装置
EP1714013B1 (en) * 2004-02-13 2007-08-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cooling system
US20090145375A1 (en) * 2004-02-13 2009-06-11 Keiji Kaita Cooling system
RU192462U1 (ru) * 2018-12-25 2019-09-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) Автономный бескабинный седельный тягач

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10773586B2 (en) Motor vehicle with a cooling system
US9844995B2 (en) EV muti-mode thermal control system
JP4753996B2 (ja) ２つの冷却回路を備える車両のドライブトレインの制御方法
US11084373B2 (en) Transmission mounted electrical charging system and dual driveline load coupling
EP1396370A1 (en) A cooling system and method for a hybrid electric vehicle
CN107017440B (zh) 包括热电装置的电池热管理系统
US20170058755A1 (en) Electrically driven cooling system for vehicular applications
WO2011013018A1 (en) Cooling system
CN103978890A (zh) 优化冷却循环冷却的电动部件的动力可用性的方法和组件
JP2011225134A (ja) 車両用冷却システム
US20160309623A1 (en) Vehicle Power Module Assemblies and Manifolds
JP2014073802A (ja) 電気自動車用の冷却システム
US20210046848A1 (en) Battery thermal management systems for providing improved battery cooling as a function of vehicle speed
CN104590041A (zh) 一种电动汽车用燃气增程器系统
JP2019055649A (ja) バッテリー温度制御システム
RU2750502C1 (ru) Схема N 2 охлаждения комбинированной энергетической установки последовательного типа
CN114435189A (zh) 具有电池旁路回路的电动化车辆热管理系统
US20200173341A1 (en) Parallel hybrid vehicle
CN101678829A (zh) 用于冷却汽车部件的方法
EP2643176A2 (en) A thermal energy administration system
JP2009160978A (ja) 内燃機関制御装置
US10160288B2 (en) Heating system of hybrid vehicle
RU2750345C1 (ru) Система охлаждения комбинированной энергетической установки последовательного типа
Wei et al. Optimal control of an integrated energy and thermal management system for electrified powertrains
JP2016107818A (ja) ハイブリッド車両の暖機装置

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20220406