RU2797370C1 - Charging system and method for controlling electric vehicle battery charging - Google Patents
Charging system and method for controlling electric vehicle battery charging Download PDFInfo
- Publication number
- RU2797370C1 RU2797370C1 RU2021138416A RU2021138416A RU2797370C1 RU 2797370 C1 RU2797370 C1 RU 2797370C1 RU 2021138416 A RU2021138416 A RU 2021138416A RU 2021138416 A RU2021138416 A RU 2021138416A RU 2797370 C1 RU2797370 C1 RU 2797370C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- battery
- charging
- electric vehicle
- generators
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Предлагаемое техническое решение относится к системе генерации с электромеханическим преобразованием энергии, и экологически безопасному способу зарядки батареи электротранспортного средства.The proposed technical solution relates to a generation system with electromechanical energy conversion, and an environmentally friendly method of charging the battery of an electric vehicle.
Одной из причин, сдерживающих развитие парка электротранспортных средств, является ограниченная возможность зарядки аккумуляторной батареи за пределами городского цикла. Организация соответствующей инфраструктуры на дорогах федерального и местного значения потребует значительных капитальных вложений, с весьма удаленным сроком окупаемости. Концепция предлагаемого технического решения позволяет сделать возможность зарядки аккумуляторов электротранспортных средств повсеместно доступной, при условии нормативно-правового регулирования, и в соответствии стандартам производителей.One of the reasons hindering the development of the fleet of electric vehicles is the limited ability to charge the battery outside the urban cycle. The organization of the appropriate infrastructure on federal and local roads will require significant capital investments, with a very remote payback period. The concept of the proposed technical solution makes it possible to make the possibility of charging the batteries of electric vehicles universally available, subject to legal regulation, and in accordance with the standards of manufacturers.
В данном изобретении система автономной генерации, и способ зарядки аккумулятора электротранспортного средства, предполагает, что крутящий момент роторам синхронных генераторов, с n- числом статорных обмоток, сообщают жестко связанные с ними валы аксиально-поршневых гидромоторов, способных работать на давлении 450 бар, развивать крутящий момент до 6000 Нм, при частоте вращения до 5000 об\мин. Кинетическую энергию давления рабочей жидкости сообщает группа гидронасосов с регулируемым наклонным блоком, а запускающий импульс электроприводам насосов инициирует предварительно заряженная аккумуляторная батарея АКБ 15 которая в рабочем режиме работает как энергетический хаб.In this invention, the system of autonomous generation, and the method of charging the battery of an electric vehicle, assumes that the torque to the rotors of synchronous generators, with n-number of stator windings, is imparted by shafts of axial-piston hydraulic motors rigidly connected to them, capable of operating at a pressure of 450 bar, developing a torque torque up to 6000 Nm, at a speed of up to 5000 rpm. The kinetic energy of the pressure of the working fluid is reported by a group of hydraulic pumps with an adjustable inclined block, and the triggering impulse to the electric drives of the pumps is initiated by a
Наибольшее увеличение отдаваемой мощности и крутящего момента на валу ротора генератора с возбуждением высококоэрцитивными постоянными магнитами (ВПМ), достигается применением магнитной сборки Хальбаха характерной тем, что намагниченные в радиальном, тангенциальном или диаметральном направлении ВПМ образуют удвоенный магнитный поток одного полюса в воздушном зазоре, и настолько же ослабленного противоположного полюса.The greatest increase in the output power and torque on the generator rotor shaft with excitation by high-coercivity permanent magnets (HPM) is achieved by using the Halbach magnetic assembly, which is characteristic in that the HPM magnetized in the radial, tangential or diametral direction form a double magnetic flux of one pole in the air gap, and so same weakened opposite pole.
Уровень техникиState of the art
Известна Зарядная система для электрического транспорта (патент РФ №2722894), где технический результат заключается в обеспечении необходимой мощности и энергии для работы системы в зоне отсутствия сети электрического тока за счет использования топливных элементов. Технический результат достигается тем, что предложенная система зарядных станций для электрического транспорта, содержащая один распределительный газопровод, соединяющий магистральный газопровод с одним топливным элементом, который последовательно соединен посредством токопроводящих линий с линией электропередач, с одной зарядной станцией, выполненной с возможностью подключения электрического транспорта.Known Charging system for electric transport (RF patent No. 2722894), where the technical result is to provide the necessary power and energy to operate the system in the area of the absence of the electric current network through the use of fuel cells. The technical result is achieved by the fact that the proposed system of charging stations for electric transport, containing one distribution gas pipeline connecting the main gas pipeline with one fuel cell, which is connected in series with a power line via conductive lines, with one charging station, configured to connect electric transport.
Недостатком приведенного технического решения является невозможность его использования в местах, где отсутствует разветвленная инфраструктура газопроводов, что ограничивает его применение по существу.The disadvantage of the above technical solution is the impossibility of its use in places where there is no extensive infrastructure of gas pipelines, which limits its use in essence.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является Система, и способ управления и контроля зарядным комплексом аккумулятора электротранспортного средства (патент РФ №2571847) где станция обмена энергией для аккумулятора электротранспортного средства содержит выход мощности для транспортного средства, порт обмена данными для определения способности транспортного средства заряжаться переменным или постоянным током и множество источников питания, которые включают в себя источник питания переменного тока и источник питания постоянного тока, а также контроллер для управлению мощностью.The closest to the proposed technical solution is the System, and the method of control and monitoring of the electric vehicle battery charging complex (RF patent No. 2571847) or DC and a plurality of power supplies, which include an AC power supply and a DC power supply, and a controller for power control.
Недостатком изложенного технического решения является происхождение первоисточника зарядного тока - это энергосиловая сеть, то есть обстоятельство, которое ограничивает возможности эксплуатации электротранспортных средств за пределами городского цикла.The disadvantage of the above technical solution is the origin of the primary source of the charging current - this is the power network, that is, a circumstance that limits the possibility of operating electric vehicles outside the urban cycle.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Назначение изобретения - предложить систему генерации и способ управления зарядкой батареи электротранспортного средства, устраняющие зависимость происхождения зарядного тока от промышленной энергетики в той части, где генерирующие мощности работают по типу сжигания ископаемых топливных ресурсов; предложить способ решения проблемы доступности зарядки аккумуляторной батареи электротранспортного средства, за пределами городского цикла в местах, где отсутствуют электрические сети общего пользования. Система генерации и способа зарядки батареи электротранспортного средства мобильна, допускает размещение на автодорогах федерального и регионального значения. Системы генерации и управления зарядкой связаны между собой сетью каналов сервисного обмена данными с помощью спутникового модема и оператора спутниковой связи, например «Иридиум», с глобальным 100% покрытием. Помимо основного назначения, реализация предлагаемого технического решения в мобильном исполнении, может быть использована во всех областях деятельности, где требуется электрическая энергия.The purpose of the invention is to propose a generation system and a method for controlling the charging of an electric vehicle battery, eliminating the dependence of the origin of the charging current on industrial energy in the part where the generating capacities operate by the type of combustion of fossil fuel resources; propose a way to solve the problem of availability of charging the battery of an electric vehicle outside the urban cycle in places where there are no public electric networks. The system for generating and charging the battery of an electric vehicle is mobile and can be placed on federal and regional highways. The charging generation and control systems are interconnected by a network of service data exchange channels using a satellite modem and a satellite communications operator, such as Iridium, with 100% global coverage. In addition to the main purpose, the implementation of the proposed technical solution in a mobile version can be used in all areas of activity where electrical energy is required.
Для достижения технического результата предлагается система электромеханического преобразования энергии с замкнутым гидродинамическим циклом, с возможностью генерации переменного трехфазного напряжения двумя синхронными генераторами, крутящий момент которым сообщают гидромоторы, в напорной магистрали гидравлической схемы включенные параллельно, и где рабочая жидкость обладает свойствами антифриза.To achieve the technical result, a system of electromechanical energy conversion with a closed hydrodynamic cycle is proposed, with the possibility of generating an alternating three-phase voltage by two synchronous generators, the torque of which is supplied by hydraulic motors connected in parallel in the pressure line of the hydraulic circuit, and where the working fluid has antifreeze properties.
Внешним воздействием электроприводы гидронасосов получают первоначальный электрический импульс от предварительно заряженной аккумуляторной батареи. Давление рабочей жидкости одномоментно приводит в работу два гидромотора, вал каждого из которых жестко связан с роторами двух генераторов, каждый из которых в режиме генерации работает на свою нагрузку. Управление генерацией и электромеханического преобразования энергии, передача накопительной зарядной мощности батарее электротранспортного средства, осуществляется и отслеживается в соответствии с управляющей логикой программного обеспечения, записанного в памяти системного программируемого контроллера верхнего уровня. Системный программируемый контроллер оснащен аналого-цифровым преобразователем (АЦП), таймером времени, компаратором аналоговых сигналов поступающих от датчиков, осуществляющих мониторинг устройств электромеханического преобразования, взаимной передачи энергии и замкнутого гидродинамического цикла. Ему подчинены программируемые логические контроллеры нижнего уровня, с возможностью сравнения действующего и опорного напряжения, формирования и передачи управляющих воздействий на группу исполнительных устройств, для осуществления процесса передачи энергии от одного устройства к другому непрерывно, в течении всего рабочего времени, и которое не может быть начато и завершено без вешнего вмешательства.By external action, electric drives of hydraulic pumps receive an initial electrical impulse from a pre-charged battery. The pressure of the working fluid simultaneously drives two hydraulic motors, the shaft of each of which is rigidly connected to the rotors of two generators, each of which works on its own load in the generation mode. The control of the generation and electromechanical energy conversion, the transfer of the storage charging power to the battery of the electric vehicle, is carried out and monitored in accordance with the control logic of the software stored in the memory of the top-level system programmable controller. The system programmable controller is equipped with an analog-to-digital converter (ADC), a timer, a comparator of analog signals coming from sensors that monitor electromechanical conversion devices, mutual energy transfer and a closed hydrodynamic cycle. Programmable logic controllers of the lower level are subordinated to it, with the ability to compare the operating and reference voltages, form and transfer control actions to a group of actuators, to carry out the process of transferring energy from one device to another continuously, throughout the entire working time, and which cannot be started and completed without external intervention.
Предлагаемая совокупность устройств электромеханического преобразования энергии и способа управления зарядкой батареи электротранспортных средств содержат признаки новизны, промышленной применимости и изобретательского уровня.The proposed set of devices for electromechanical energy conversion and a method for controlling the charging of an electric vehicle battery contain signs of novelty, industrial applicability and inventive step.
Графический материал:Graphic material:
Фиг. 1 Мнемоническая схема преобразования энергии.Fig. 1 Mnemonic scheme of energy conversion.
Фиг.2 Схема гидроприводов работающих в режиме замкнутого гидравлического цикла.Fig.2 Scheme of hydraulic drives operating in closed hydraulic cycle mode.
Фиг. 3 Схема управления группой насосов способом ПИД-регулирования.Fig. 3 PID control scheme for a group of pumps.
Описание графического материала.Description of the graphic material.
Фиг. 1 где буквами обозначено:Fig. 1 where the letters indicate:
G1 и G2, генераторы, Т1 и Т2, трансформаторы, E+F+n, K+L+n- модули аккумуляторных батарей, где n- число элементов в модуле, R-трехфазный силовой ключ, S-трехфазный силовой ключ.G1 and G2, generators, T1 and T2, transformers, E+F+n, K+L+n- battery modules, where n is the number of cells in the module, R-three-phase power switch, S-three-phase power switch.
Цифрами обозначено:The numbers indicate:
1,6,12 - системный вычислительный программируемый контроллер и подчиненные ему контроллеры.1,6,12 - system computing programmable controller and controllers subordinate to it.
15, 16 - накопительная и расходная аккумуляторные батареи.15, 16 - storage and consumable batteries.
2 - электропиводы насосов.2 - electric drives of pumps.
3, 4, 14 - ивверторы тока и напряжения.3, 4, 14 - current and voltage inverters.
5 - многоканальный силовой ключ, 7, 8, 11, 13 - силовые ключи.5 - multichannel power switch, 7, 8, 11, 13 - power switches.
9, 10- порты подключения батареи электротранспортного средства.9, 10 - ports for connecting the battery of an electric vehicle.
Фиг. 1 представляет мнемоническую блок-схему причинно-следственных связей генерирующих, управляющих и исполнительных устройств, содержащих блок генерации переменного напряжения, включающих два синхронных генератора G1 и G2 с возбуждением высококоэрцитивными постоянными магнитами и многофазными статорными обмотками индуктивности, роторы которых приводятся во вращение двумя гидромоторами 21 и 24. Устройство содержит два повышающих трансформатора гальванической развязки Т1 и Т2, два силовых DC-AC инвертора 3,4, один АС-AD инвертор 14, трехфазный силовой ключ R, трехфазный силовой ключ S, группу силовых ключей 5,7,8,11,13, порты подключения батареи электротранспортного средства 9,10, две изначально заряженных аккумуляторных батарей АКБ 15,16, каждая из которых состоит из E+F+n и K+L+n модулей.Fig. 1 is a mnemonic block diagram of the cause-and-effect relationships of generating, control and actuating devices containing an AC voltage generation unit, including two synchronous generators G1 and G2 with excitation by high-coercivity permanent magnets and multi-phase stator inductance windings, the rotors of which are driven by two
Первоисточником энергии запускающего импульса, инициируемого внешним воздействием, является предварительно заряженная АКБ 15, включающая (E+F+n) модулей, с возможностью в рабочем режиме передавать свою энергию зарядной емкости батарее электротранспортного средства по требованию, и быстрого перехода от режима передачи и обратно, к потреблению зарядной мощности. При этом исключается необходимость одновременности процессов генерации и потребления зарядной мощности, то есть, того основополагающего ограничения для обеспечения баланса мощностей, выраженного в законе сохранения энергии для электрической цепи, так как генератор G2 и конечный потребитель зарядной мощности- батарея электротранспортного средства не связаны между собой, и разделены энергетическим накопителем АКБ 15. Концепция стартового кратковременного импульса постоянного тока от первоисточника, известна в технике, и ранее использовалась заявителем. [7]The primary source of energy for the triggering pulse initiated by an external influence is a
Назначение батареи АКБ 16, питать постоянным напряжением системный программируемый контроллер 1 и ему подчиненные контроллеры 6,12, устройства балансировки, устройства выполняющие управляющие и переключающие функции. Источником зарядного тока для АКБ 16 являются отпайки от вторичных обмоток трансформатора Т2. (Функции контроллера 12, AC-DC инвертора 14, силовых ключей 11,13 условно не описаны, линии питающих напряжений условно не показаны.) Контроллеры 6 и 12 содержат аналоговые программируемые компараторы, с частотой выборки примерно 2 Гц, оснащенные опорным напряжением, управляют системой активной балансировки от перезаряда и пере разряда аккумуляторных ячеек блоков и модулей, входящих в состав АКБ 15 и АКБ 16.The purpose of the
Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи при наличии достоинств, таких как, большой допуск уровня зарядного напряжения, большая емкость, широкий диапазон температур, имеют недостатки, такие как, высокий уровень саморазряда, относительно небольшое количество циклов заряда-разряда. В сравнении с свинцово-кислыми АКБ, литиевые аккумуляторные батареи имеют высокий уровень циклов заряда-разряда, низкий уровень саморазряда и высокую плотность электроэнергии на единицу объема. Существенный недостаток литиевых аккумуляторов это легко воспламеняемость жидких электролитов. Среди многих проектов в области технологий производства и совершенствования литией-ионных аккумуляторов можно выделить твердотельные аккумуляторы с твердым электролитом, с анодом из чистого кремния, безопасные в плане воспламеняемости, и более эффективные по удельной энергоемкости, с высокой скоростью заряда при низкой температуре, которые могут быть готовы к выходу на рынок в недалеком будущем. Рабочее напряжение аккумуляторной батареи электротранспортного средства составляет 400-450 В. В качестве стандарта для зарядки на постоянном токе принято напряжение 500-900 В, с учетом компенсации падения напряжения на фиксированной длине кабельного соединения с батарей электротранспортного средства.Lead-acid batteries, while having advantages such as a large tolerance of the charging voltage level, large capacity, wide temperature range, have disadvantages, such as a high level of self-discharge, a relatively small number of charge-discharge cycles. Compared to lead-acid batteries, lithium batteries have a high rate of charge-discharge cycles, low self-discharge and high energy density per unit volume. A significant disadvantage of lithium batteries is the flammability of liquid electrolytes. Among the many projects in the field of production technology and improvement of lithium-ion batteries, solid state batteries with a solid electrolyte, with a pure silicon anode, safe in terms of flammability, and more efficient in terms of energy density, with a high charge rate at low temperature, which can be ready to enter the market in the near future. The operating voltage of the battery of an electric vehicle is 400-450 V. The standard for DC charging is 500-900 V, taking into account the compensation for voltage drops over a fixed length of cable connection from the batteries of an electric vehicle.
Фиг. 2 где цифрами обозначено:Fig. 2 where the numbers indicate:
17 - насосная станция.17 - pumping station.
18 - электроуправляемый распределитель - регулятор.18 - electrically controlled distributor - regulator.
19,20 - предохранительный клапан, обратный клапан.19.20 - safety valve, check valve.
21,24 - гидромоторы.21.24 - hydraulic motors.
22,23- генераторы трехфазного напряжения.22.23 - three-phase voltage generators.
26,27,28 - система подпитки рабочей жидкости.26,27,28 - system for replenishing the working fluid.
25 - теплобменник.25 - heat exchanger.
Фиг. 2 поясняет организацию гидравлической схемы, где гидравлические линии высокого и низкого давления составляют систему с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости, и где гидромоторы 21,24 включены параллельно и сообщают крутящий момент роторам генераторов 22 и 23. Кинетическую энергию рабочей жидкости сообщают аксиально-поршневые гидронасосы 17 объемного регулирования, организованных в группу по схеме «ведущий-ведомый», и предполагают автоматическое изменение числа насосов находящихся в работе, их параллельно-последовательное включение в работу, позволяющее создать насосные системы высокой энергоэффективности и функциональности, отвечающим постоянно изменяющимся условиям нагрузки. Электрогидравлическое управление ведущим насосом осуществляется посредством быстродействующего перепускного клапана (на схеме не показан), в составе электроуправляемого распределителя-регулятора мощности 18, с электронной системой контроля переменных (температуру, давление, момент силы, скорость потока). Соответствие заданным значениям переменных обеспечивается изменением частоты вращения электроприводного вала ведущего насоса, путем частотного регулирования питающего напряжения, позволяющего осуществлять мягкий пуск, снижать пусковые токи, исключить гидравлические удары. Гидравлическая схема включает в себя предохранительный клапан 19, обратный не управляемый клапан 20. Компенсацию утечек рабочей жидкости обеспечивается дополнительной гидросистемой подпитки, включающей насос подпитки 28, переливной клапан 26, поддерживающий постоянное давление подпитки в сливной магистрали, охлаждение рабочей жидкости осуществляет теплообменник 25. Избыток рабочей жидкости сбрасывается в бак 27. Начало вращения роторов генераторов требует большого крутящего момента (момент отрыва), величина которого определяет способность гидромотора запускать нагрузку. Частота вращения вала гидромотора зависит его рабочего объема и подачи насоса.Fig. 2 explains the organization of the hydraulic circuit, where the high and low pressure hydraulic lines constitute a system with a closed circulation of the working fluid, and where the
Фиг. 3 представляет схему управления электроприводами насосов на основе частотного преобразователя, включающего встроенный программируемый контроллер (ПИД)-регулирования, позволяющего выполнять выбор ведущего насоса, и за счет управления ведомыми насосами, по линиям прямых и обратных связей (условно не показаны), регулировать и поддерживать контроль заданных параметров крутящего момента, числа оборотов, давления и расхода рабочей жидкости в напорной магистрали. К аналоговым входам компаратора ПИД-регулирования подключены датчики температуры, давления, тензодатчик крутящего момента, датчик Холла контроля скорости потока рабочей жидкости. Пределы требуемых значений действующего трехфазного напряжения, тока, мощности, частоты и разности фаз, числа оборотов, задаются системным программируемым котроллером 1. Системный программируемый контроллер 1 сравнивает сигналы обратной связи с заданными логической программой значениями контролируемых параметров, и формирует управляющие сигналы преобразователю частоты, для увеличения или снижения частоты питающего напряжения электроприводов до тех пор, пока контролируемые параметры не приблизится к заданным значениям. Составляющие сигнала ПИД-регулирования - это сумма трех составляющих: пропорциональной, интегральной и дифференциальной. Результирующий сигнал на выходе ПИД-регулятора учитывает фактическую величину, заданное значение, разность значений и скорость изменения контролируемых характеристик. В числе заданных значений параметров, предусмотрена возможность, когда все элементы составляющих накопительные аккумуляторные батареи будут заряжены, и возникнет необходимость безопасно нейтрализовать энергию магнитного поля генераторов путем снижения числа оборотов роторов до того момента, когда силовой ключ разорвет зарядную цепь. Точность и скорость позиционирования, достигается подбором коэффициентов: Кр-пропорциональной, Ki-интегральной, Kd - дифференциальной составляющих.Fig. 3 shows the control scheme for electric drives of pumps based on a frequency converter, which includes a built-in programmable controller (PID) - regulation, which allows you to select the lead pump, and by controlling the slave pumps, through direct and feedback lines (conditionally not shown), regulate and maintain control given parameters of torque, speed, pressure and flow rate of the working fluid in the pressure line. The analog inputs of the PID control comparator are connected to temperature sensors, pressure sensors, a torque load cell, a Hall sensor for controlling the flow rate of the working fluid. The limits of the required values of the effective three-phase voltage, current, power, frequency and phase difference, speed, are set by the system
В первом приближении коэффициенты определяются с помощью математической модели системы автоматического регулирования (САР), затем подбираются опытным путем, применительно к объекту. Применение в качестве ведущего аксиально-поршневого гидронасоса с регулируемым рабочим объемом за счет изменения угла между осью блока цилиндров и приводным валом позволяет осуществлять регулирование скорости вала гидромоторов в широких пределах. При последовательном включении ведущего и ведомого насосов их совместный напор суммируется, подача остается на уровне одного насоса. При параллельном включении ведущего и ведомого насосов их подача суммируется, напор остается на уровне одного насоса. Потенциал ПИД-регулирования позволяет расширить возможности для поддержания в замкнутой гидравлической системе заданных значений в напорной ее части.In the first approximation, the coefficients are determined using a mathematical model of the automatic control system (ACS), then they are selected empirically, in relation to the object. The use as a leading axial-piston hydraulic pump with an adjustable working volume by changing the angle between the axis of the cylinder block and the drive shaft makes it possible to regulate the speed of the hydraulic motor shaft in a wide range. When the master and slave pumps are switched on in series, their combined pressure is summed up, the flow remains at the level of one pump. When the master and slave pumps are connected in parallel, their supply is summed up, the pressure remains at the level of one pump. The potential of PID control allows expanding the possibilities for maintaining setpoints in a closed hydraulic system in its pressure section.
Для достижения технического результата по генерации зарядной мощности и способу управления зарядкой батареи транспортного средства, необходима последовательность нижеследующих событий.To achieve a technical result on the generation of charging power and the method of controlling the charging of a vehicle battery, a sequence of the following events is necessary.
На момент пуска АКБ 15, АКБ 16 изначально заряжены, силовые ключи 5,7,8,11,13,R,S- нормально закрыты. Внешним воздействием системный программируемый контроллер 1, в соответствии с логически выстроенной последовательностью событий, инициирует запускающий импульс.At the moment of start-up of
Событие 1 - запуск.Event 1 - launch.
Для передачи запускающего импульса системный контроллер 1 своим управляющим воздействием переводит трехфазный силовой ключ R в положение «открыто», а подчиненный ему контроллер 6, переводит состояние многоканального силового ключа 5, в положение «открыто» для инвертора AC-DC 3.To transmit the triggering pulse, the
Следствие события 1.Consequence of
Предварительно заряженная АКБ 15 разряжается на силовой инвертор DC-AC 3, выходы по переменному напряжению которого соединены с преобразователем частоты ПИД-управления электроприводами насосов 2. Одномоментно контроллер 6 переводит силовой ключ 5 в положение «закрыто» для DC-AC 3, и в положение «открыто» для силового инвертора AC-DC4, и одномоментно же системный контроллер 1 закрывает трехфазный силовой ключ R, и открывает трехфазный силовой ключ S.The
Событие 2.Event 2
Стартовый кратковременный импульс постоянного тока от первоисточника- АКБ15, длительность которого определяется емкостью первоисточника и потребляемой мощностью электропривода, силовой инвертор DC-AC3 преобразует в трехфазный переменный ток, который вызывает реакцию гидравлической системы, где кинетическая энергия рабочей жидкости приводит в действие гидромоторы 21,24, сообщающие крутящий момент роторам генераторов 22,23. Скорость передачи гидравлического импульса (давление рабочей жидкости, которое преобразуется в работу) в закрытых гидросистемах в радианном исчислении равна 10000 рад/сек2, в линейном- примерно 1200 мм/сек.The starting short-term impulse of direct current from the primary source - AKB15, the duration of which is determined by the capacity of the primary source and the power consumption of the electric drive, is converted by the DC-AC3 power inverter into a three-phase alternating current, which causes a reaction in the hydraulic system, where the kinetic energy of the working fluid drives the
Следствие события 2.Consequence of event 2.
Начало рабочего режима генерации трехфазного напряжения генератором G1, питающего электроприводы 2 насосов 17. Одномоментно генератор G2 начинает работу по генерации трехфазного напряжения для зарядки АКБ 15 и АКБ 16.The start of the operating mode of generating a three-phase voltage by the generator G1, which supplies the electric drives of 2 pumps 17. Simultaneously, the generator G2 starts to generate a three-phase voltage to charge the
Уровень заряда каждого из модулей E+F+n АКБ 15 осуществляет контролер 6, относительно уровня значений зарядной емкости, предшествовавшего запуску устройства. Для передачи энергии зарядной мощности АКБ15, подключенной батарее электротранспортного средства, между интерфейсами котроллера 6 и электротранспортным средством организуется канал передачи данных, на основании которых устанавливается тип и текущее состояние батареи электротранспортного средства, при этом система допускает наращивание необходимой электрической мощности.The charge level of each of the E+F+n modules of the
Управлением передачи энергии зарядной емкости от батареи АКБ15 батарее электротранспортного средства, выполняет системный вычислительный программируемый контроллер 1, который управляющим воздействием на подчиненный ему контроллер 6, открывает силовые ключи 5,7,8, с возможностью в процессе активной балансировки, переключать в режим зарядки ячейки и модули, отдавших энергию заряда, не зависимо от тех ячеек и модулей, одномоментно переключенных в режим передачи энергии заряда. При достижении зарядной емкости батареей электротранспортного средства более 80%, процесс передачи энергии зарядной емкости прерывается, модули АКБ15 переходят в режим дозарядки. По сравнению с другими способами, заряд постоянным током батареи электротранспортного средства занимает значительно меньше времени. Вычислительный модуль контроллера 1, по установленному каналу передачи данных, удостоверяет наличие зарядной мощности по заявленной скорости зарядки, от которой зависит стоимость услуги.The control of the energy transfer of the charging capacity from the
Мобильная система генерации, установленная в местах, удаленных от электрических сетей общего пользования, организованна по блочно-модульной схеме, размещена в климатическом контейнере на колесной платформе, и охвачена сетью потокового обмена данными с возможностью отображения геолокации, совершать банковские транзакции, удаленно контролировать показания подключенных датчиков, информировать о степени заряженности, отсутствии или наличии аварийной ситуации в системе генерации, или перегрева, перезаряда, переразряда накопительных аккумуляторных батарей.A mobile generation system installed in places remote from public electric networks, organized according to a block-modular scheme, placed in a climate container on a wheeled platform, and covered by a network of streaming data exchange with the ability to display geolocation, make banking transactions, remotely monitor the readings of connected sensors , inform about the degree of charge, the absence or presence of an emergency in the generation system, or overheating, overcharging, overdischarging of storage batteries.
Эксплуатация мобильной системы генерации и способ зарядки батареи электротранспортного средства не влечет экологических последствий.The operation of the mobile generation system and the method of charging the battery of an electric vehicle does not entail environmental consequences.
Настоящее изобретение не ограничивается вышеизложенным описанием, и всегда возможны технологические и схемотехнические варианты, поэтому не достаточная обстоятельность изложения существа изобретения, не должна рассматриваться как ограничивающая объем охраны приоритета, который определяется прилагаемой формулой изобретения.The present invention is not limited to the above description, and technological and circuitry options are always possible, therefore, the lack of thoroughness of the essence of the invention should not be considered as limiting the scope of priority protection, which is determined by the attached claims.
Литература:Literature:
1. A. Pycy. Импульсное преобразование тока. Часть 2. Журнал Радиолоцман, Июль 2017 г.1. A. Pycy. Pulse current conversion. Part 2. Radiopilot magazine, July 2017
2. Деян Шрайбер. Силовые преобразовательные устройства. Журнал Компоненты и технологии, №2009 г.2. Dejan Schreiber. Power converting devices. Magazine Components and Technologies, No. 2009
3. Кевин Краузе. Современные системы накопления энергии. Журнал Control Engendering, Россия, опубликовано апрель 2020 г.3. Kevin Krause. Modern energy storage systems. Control Engendering magazine, Russia, published April 2020
4. Энциклопедия АСУ ТП: 5. ПИД-регуляторы, АСУ ТП:6 Контроллеры.4. Encyclopedia of APCS: 5. PID controllers, APCS: 6 Controllers.
5. Нестеренко Г.Б. Динамическое управление режимами Smart Crid с использованием накопителей энергии. Новосибирский государственный технический университет. Магистерская диссертация. 08.06.2018 г.5. Nesterenko G.B. Dynamic control of Smart Crid modes using energy storage devices. Novosibirsk State Technical University. Master's dissertation. 06/08/2018
6. Густов Д.Ю. Гидравлика и приводы. Методические указания. Национальный исследовательский Московский Государственный университет. Москва 2020 г.6. Gustov D.Yu. Hydraulics and drives. Methodical instructions. National Research Moscow State University. Moscow 2020
7. RU 104120 03. декабря 2010 г. Бурматов Е.П. Турбогенератор с замкнутым гидродинамическим циклом для передвижения электромобиля. с электротранспортным средством.7. RU 104120 03. December 2010 Burmatov E.P. Turbine generator with a closed hydrodynamic cycle for the movement of an electric vehicle. with an electric vehicle.
8. RU 2561826 09 октября 2015 г. Сидоренко О.И. Батарея электрических Накопителей энергии с распределенной аналитической системой управления.8. RU 2561826 October 09, 2015 Sidorenko O.I. Battery of electric energy storage devices with a distributed analytical control system.
Claims (8)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2797370C1 true RU2797370C1 (en) | 2023-06-05 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU104120U1 (en) * | 2010-12-03 | 2011-05-10 | Евгений Петрович Бурматов | TURBOGENERATOR WITH A CLOSED HYDROELECTRIC CYCLE FOR MOVING THE ELECTRIC CAR |
RU2561826C2 (en) * | 2012-06-29 | 2015-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Battery of electric energy storage units with distributed analytical control system |
US9371008B2 (en) * | 2010-03-05 | 2016-06-21 | Abb B.V. | System, devices and method for charging a battery of an electric vehicle |
RU2691386C1 (en) * | 2018-08-17 | 2019-06-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Charging station for electric transport |
RU2722894C1 (en) * | 2019-11-14 | 2020-06-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Electric transport charging system |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9371008B2 (en) * | 2010-03-05 | 2016-06-21 | Abb B.V. | System, devices and method for charging a battery of an electric vehicle |
RU104120U1 (en) * | 2010-12-03 | 2011-05-10 | Евгений Петрович Бурматов | TURBOGENERATOR WITH A CLOSED HYDROELECTRIC CYCLE FOR MOVING THE ELECTRIC CAR |
RU2561826C2 (en) * | 2012-06-29 | 2015-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Battery of electric energy storage units with distributed analytical control system |
RU2691386C1 (en) * | 2018-08-17 | 2019-06-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Charging station for electric transport |
RU2722894C1 (en) * | 2019-11-14 | 2020-06-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Electric transport charging system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170267115A1 (en) | Electric storage device, equipment, and control method | |
Wang et al. | Integration of V2H/V2G hybrid system for demand response in distribution network | |
US8853883B2 (en) | System and methods for starting a prime mover of a power system | |
US10106050B2 (en) | Power supply device for an electrically operable vehicle and charging method | |
US20190067986A1 (en) | Distributed Energy Storage Systems | |
KR102089125B1 (en) | Electric power conversion device and method for charging and discharging energy storage devices | |
EP3255755B1 (en) | High voltage power generating system | |
EP3607627B1 (en) | High efficiency electric power generation and charging system | |
US8606444B2 (en) | Machine and power system with electrical energy storage device | |
EP2818700B1 (en) | Wind power generation system | |
US10547179B2 (en) | High efficiency electric power generation and charging system | |
RU2797370C1 (en) | Charging system and method for controlling electric vehicle battery charging | |
US20210111615A1 (en) | Magnetic electric power station | |
Rizzo et al. | Power flow control strategy for electric vehicles with renewable energy sources | |
Navarro et al. | Technology description and characterization of a low-cost flywheel for energy management in microgrids | |
JP7326675B2 (en) | storage system | |
US20170136915A1 (en) | Power System Using Switched Reluctance Motor as Power Transformer | |
WO2022173324A1 (en) | Generating device based on cascaded doubly-fed induction machine | |
RU2736272C1 (en) | Combined system for start-up and smoothing of loads diagrams of autonomous gas piston and diesel-generator sets using high-power accumulator batteries | |
US20240106259A1 (en) | Power-densifying charging station | |
EP4142083A1 (en) | Power supply system | |
US20240093670A1 (en) | Operating a wind turbine in an off-grid stand-alone mode | |
Breines | All electric battery service vessel-Dynamic modeling of a battery fed IPMSM propulsion plant as a tool for energy estimates and functional description for an energy management system | |
Brylina et al. | On issue of hydroelectric power plants | |
CN118044042A (en) | Control method of heating system of battery and heating system |