SK42018A3 - System of AC power transmission in hybrid electric vehicle - Google Patents
System of AC power transmission in hybrid electric vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- SK42018A3 SK42018A3 SK4-2018A SK42018A SK42018A3 SK 42018 A3 SK42018 A3 SK 42018A3 SK 42018 A SK42018 A SK 42018A SK 42018 A3 SK42018 A3 SK 42018A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- traction
- converter
- electric
- motor
- traction converter
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- 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
-
- 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
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Zapojenie na striedavý prenos výkonu hybridného elektrického vozidla pozostáva zo skupiny zariadení, ktorá je tvorená jedným spaľovacím motorom (1), ktorý poháňa elektrický generátor (2) a dvomi trakčnými elektromotormi – ľavým trakčným elektromotorom (4) a pravým trakčným elektromotorom (5), ktoré sú paralelne napájané zo striedavého trakčného meniča (3). Striedavý trakčný menič (3) je napájaný z dvoch zdrojov. Jedným zdrojom je elektrický generátor (2), druhým zdrojom je pomocný trakčný menič (6), ktorý je napájaný z trakčnej batérie (7). Riadenie celého systému zabezpečuje riadiaci systém (8), ktorý sníma parametre elektrického generátora (2), striedavého trakčného meniča (3), ľavého trakčného elektromotora (4), pravého trakčného elektromotora (5), pomocného trakčného meniča (6) a trakčnej batérie (7) a na základe požiadaviek riadi spaľovací motor (1), striedavý trakčný menič (3) a pomocný trakčný menič (6).The alternating power transmission circuit of a hybrid electric vehicle consists of a group of devices consisting of one internal combustion engine (1) that powers an electric generator (2) and two traction electric motors - the left traction electric motor (4) and the right traction electric motor (5). they are supplied in parallel from the AC traction converter (3). The AC traction converter (3) is powered from two sources. One source is an electric generator (2), the other source is an auxiliary traction converter (6), which is powered by the traction battery (7). Control of the whole system is provided by a control system (8) which senses the parameters of the electric generator (2), the AC traction converter (3), the left traction motor (4), the right traction motor (5), the auxiliary traction converter (6) and the traction battery ( 7) and, as required, controls the internal combustion engine (1), the ac traction converter (3) and the auxiliary traction converter (6).
Description
S K 4-2018 Α3N E 4-2018 Α3
Oblasť technikyTechnical field
Predmetom vynálezu je zapojenie na striedavý prenos výkonu hybridného elektrického vozidla. Vynález sa týka problematiky hybridných elektrických vozidiel, teda oblasti automobilovej techniky, elektrotechniky a výkonovej elektroniky.It is an object of the invention to provide an alternating power transmission for a hybrid electric vehicle. The invention relates to the field of hybrid electric vehicles, i.e. the field of automotive technology, electrical engineering and power electronics.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Hybridné elektrické vozidlá (HEV) pracujú principiálne buď so sériovým, alebo paralelným prenosom trakčného výkonu. Pri HEV s paralelným prenosom trakčného výkonu spaľovací motor aj elektromotor pracujú súčasne (paralelne) a ich výkony sa sčítavajú v mechanickej transmisii hnacej nápravy. Väčšina hybridných elektrických vozidiel využíva na pohon trakčného elektromotora sériový prenos výkonu a napájači systém na báze AC/DC/AC elektrického meničového prenosu s usmerňovačom, jednosmerným medziobvodom a napäťovými VSI (Voltage Source Inverter) striedačmi s jedným centrálnym elektromotorom a mechanickým diferenciálnym prevodom Táto elektrická časť prenosu je napájaná z generátora poháňaného spaľovacím motorom Generátor slúži súčasne aj ako štartovací elektromotor pre spaľovací motor. HEV vozidlá s elektrickými motor-kolesami môžu pracovať s mechanickým alebo elektronickým diferenciálom a delením výkonu. Elektromotory hnacích kolies sú pritom napájané zo samostatných meničov, ktoré zabezpečujú delenie elektrického výkonu pre elektromotory. Nevýhodou takéhoto sériového HEV vozidla s elektrickým AC/DC/AC meničovým prenosom je potreba trakčného usmerňovača v tomto prenosovom reťazci a s tým spojené úbytky napätia a jeho výkonové straty, čo sa nepriaznivo prejavuje v celkovej energetickej účinnosti prenosu HEV vozidla. Nevýhodou HEV vozidla s elektronickým diferenciálom je nutnosť použitia dvoch s amostatných meničov.In principle, hybrid electric vehicles (HEVs) work with either serial or parallel transmission of traction power. In HEVs with parallel transmission of traction power, both the internal combustion engine and the electric motor operate simultaneously (in parallel) and their power is added together in the mechanical transmission of the drive axle. Most hybrid electric vehicles use a series power transmission to drive the traction motor and an AC / DC / AC power converter system with a rectifier, DC link and Voltage Source Inverter (VSI) inverters with one central motor and mechanical differential transmission. The generator serves simultaneously as a starting electric motor for the internal combustion engine. HEV vehicles with electric motor-wheels can work with mechanical or electronic differentials and power splitting. The electric motors of the drive wheels are supplied from separate inverters, which ensure the electric power distribution for the electric motors. The disadvantage of such a series HEV vehicle with an electric AC / DC / AC converter transmission is the need for a traction rectifier in this transmission chain and the associated voltage drops and its power losses, which adversely affects the overall energy efficiency of the vehicle HEV transmission. The disadvantage of HEV vehicles with an electronic differential is the necessity of using two with independent converters.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
V zapojení na striedavý prenos výkonu hybridného elektrického vozidla sa využíva striedavá elektrická energia (nie jednosmerná), s frekvenciou úmernou otáčkam elektrického generátora, na prenos elektrického výkonu z elektrického generátora do trakčných motorov. V prenosovom reťazci nefiguruje usmerňovač, teda zapojenie dosahuje vyššiu účinnosť.In the alternating power transmission of a hybrid electric vehicle, alternating electric power (not DC), at a frequency proportional to the speed of the electric generator, is used to transmit electric power from the electric generator to the traction motors. It does not feature a rectifier in the transmission chain, so the wiring achieves higher efficiency.
Zapojenie na striedavý prenos výkonu hybridného elektrického vozidla sa skladá z troch častí. Prvú časť tvorí spaľovací motor pružne spojený cez hriadeľ s elektrickým generátorom Spaľovací motor poháňa elektrický generátor a vytvárajú tak striedavú napájaciu sieť, ktorá zásobuje energiou zvyšnú časť hybridného elektrického vozidla. Ku tejto napájacej sieti je paralelne pripojený aj pomocný trakčný menič, ktorý v prípade potreby do tejto siete dodáva energiu z trakčnej batérie, alebo v prípade prebytku energie v tejto napájacej sieti ju dodáva - akumuluje do trakčnej batérie. Druhá časť je tvorená striedavým trakčným meničom, ktorý znapájacej siete vytvára požadované napätia pre paralelne zapojené trakčné elektromotory - ľavý a pravý. Použité trakčné elektromotory musia byť štvorfázové, resp. viacfázové. Použitie trojfázových elektromotorov umožňuje iba dve kombinácie zapojenia fáz (priamy a opačný smer otáčania). Elektromotory s vyšším počtom fáz (viacej ako 3 fázy - optimálny počet je päť fáz) majú viacej kombinácií zapojenia fáz. To umožňuje výhodnejšiu vzájomnú reguláciu otáčok jedného motora voči druhému. V prípade rekuperácie (brzdenie vozidla, jazda z kopca) striedavý trakčný menič energie z trakčných elektromotorov dodáva späť do napájacej siete a následne sa prostredníctvom pomocného trakčného meniča akumuluje v trakčnej batérii, alebo je ňou brzdený (odľahčovaný) spaľovací motor.The wiring for the alternating power transmission of a hybrid electric vehicle consists of three parts. The first part consists of an internal combustion engine flexibly connected via a shaft to an electric generator. The internal combustion engine drives the electric generator to form an AC power supply that supplies power to the rest of the hybrid electric vehicle. A parallel traction converter is connected in parallel to this supply network, which supplies the traction battery with energy if necessary, or in the case of an excess of energy in this supply network, supplies it with the traction battery. The second part consists of an alternating traction converter, which generates the required voltages for parallel connected traction motors - left and right. The traction motors used must be four-phase, resp. multiphase. The use of three-phase electric motors allows only two combinations of phase connections (direct and reverse rotation). Electric motors with higher number of phases (more than 3 phases - optimal number is five phases) have more combinations of phase wiring. This allows for more advantageous mutual regulation of the speed of one engine against the other. In the case of regeneration (vehicle braking, downhill driving), the AC traction motor from the traction motors is supplied back to the mains and is subsequently accumulated in the traction battery via the auxiliary traction converter, or the internal combustion engine is braked by it.
Posledná časť je tvorená riadiacim systémom, ktorého úlohou je snímať parametre elektrického generátora, striedavého trakčného meniča, ľavého a pravého trakčného elektromotora, pomocného trakčného meniča a trakčnej batérie a na základe požiadaviek riadiť spaľovací motor, striedavý trakčný menič a pomocný trakčný menič.The last part consists of a control system whose task is to read the parameters of electric generator, AC traction converter, left and right traction motor, auxiliary traction converter and traction battery and to control internal combustion engine, ac traction converter and auxiliary traction converter.
Zapojenie na striedavý prenos výkonu hybridného elektrického vozidla prináša mnohé výhody oproti stavu techniky, napríklad:Connecting to the AC power of a hybrid electric vehicle brings many advantages over the prior art, for example:
• implementovaný elektronický diferenciál - absencia mechanického diferenciálu zvyšuje účinnosť prenosu mechanickej energie a znižuje možnosť výskytu mechanických porúch;• implemented electronic differential - the absence of a mechanical differential increases the efficiency of mechanical energy transfer and reduces the possibility of mechanical failure;
• priamy prenos striedavej elektrickej energie bez jej zmeny na jednosmernú v usmerňovači, čo taktiež zvyšuje účinnosť celého systému;• direct transmission of AC power without changing it to DC in the rectifier, which also increases the efficiency of the whole system;
• paralelnú prevádzku elektrického generátora a trakčnej batérie, ktorá umožňuje systému pracovať v rôznych samostatných prevádzkových režimoch;• parallel operation of the electric generator and traction battery, allowing the system to operate in different stand-alone operating modes;
• paralelné zapojenie trakčných motorov - nutnosť použitia iba jedného trakčného meniča.• parallel connection of traction motors - only one traction converter is required.
S K 4-2018 Α3N E 4-2018 Α3
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Na obr. 1 je uvedené blokové zapojenie na striedavý prenos výkonu hybridného elektrického vozidla.In FIG. 1 shows a block circuit for alternating power transmission of a hybrid electric vehicle.
Príklady uskutočnenia 'vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Zapojenie na striedavý prenos výkonu hybridného elektrického vozidla podľa obr. 1 sa skladá zo spaľovacieho motora 1 a elektrického generátora 2, ktoré sú cez hriadele pružne spojené. Striedavý trakčný menič 3 a pomocný trakčný menič 6 sú pomocou silových vodičov paralelne pripojené ku elektrickému generátoru 2. Trakčná batéria 7 je pomocou silových vodičov pripojená ku pomocnému trakčnému meniču 6. Ľavý trakčný elektromotor 4 a pravý trakčný elektromotor 5 sú pomocou silových vodičov paralelne pripojené ku striedavému trakčnému meniču 3. Riadiaci systém 8 je pomocou signálových vodičov pripojený ku spaľovaciemu motoru 1, elektrickému generátoru 2, striedavému trakčnému meniču 3, ľavému trakčnému elektromotoru 4, pravému trakčnému elektromotoru 5, pomocnému trakčnému meniču 6 a k trakčnej batérii 7 a na základe požiadaviek systému riadi spaľovací motor 1, striedavý trakčný menič 3 a aj pomocný trakčný menič 6.The alternating power transmission circuit of the hybrid electric vehicle of FIG. 1 consists of an internal combustion engine 1 and an electric generator 2 which are resiliently connected via shafts. The alternating traction converter 3 and the auxiliary traction converter 6 are connected in parallel to the electric generator 2 by means of power conductors. The traction battery 7 is connected to the auxiliary traction converter 6 by means of the power conductors. The control system 8 is connected via signal wires to the internal combustion engine 1, the electric generator 2, the alternating traction converter 3, the left traction motor 4, the right traction motor 5, the auxiliary traction converter 6 and the traction battery 7 and based on system requirements. it controls the internal combustion engine 1, the alternating traction converter 3 and the auxiliary traction converter 6.
Priemyselná 'využiteľnosťIndustrial usability
Zapojenie na striedavý prenos výkonu hybridného elektrického vozidla je možné použiť vo všetkých elektrických vozidlách - elektromobiloch (HEV - Hybrid Electric Vehicle, BEV - Battery Electric Vehicle, FEV - Fuel celil Electric Vehicle, ...). Uvedené zapojenie je možné použiť aj v dieselelektrických lokomotívach, e-nákladných automobiloch, manipulačných strojoch, a pod.The connection to the alternating power transmission of a hybrid electric vehicle can be used in all electric vehicles (HEV - Hybrid Electric Vehicle, BEV - Battery Electric Vehicle, FEV - Fuel Cell Electric Vehicle, ...). This connection can also be used in diesel-electric locomotives, e-trucks, handling machines, etc.
S K 4-2018 Α3N E 4-2018 Α3
Zoznam vzťahových značiekList of reference marks
- spaľovacímotor- Combustion engine
-elektrický generátor-electric generator
3 - striedavý trakčný menič3 - AC traction converter
- ľavý trakčný elektromotor- left traction electric motor
- pravý trakčný elektromotor- Right traction electric motor
- pomocný trakčný menič- Auxiliary traction converter
- trakčná batéria- traction battery
8 -riadiaci systém8 - steering system
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK4-2018A SK42018A3 (en) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | System of AC power transmission in hybrid electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK4-2018A SK42018A3 (en) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | System of AC power transmission in hybrid electric vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK42018A3 true SK42018A3 (en) | 2019-08-05 |
Family
ID=67432602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK4-2018A SK42018A3 (en) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | System of AC power transmission in hybrid electric vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SK (1) | SK42018A3 (en) |
-
2018
- 2018-01-12 SK SK4-2018A patent/SK42018A3/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9731609B2 (en) | Vehicle power sharing and grid connection system for electric motors and drives | |
Sun et al. | Cascaded multiport converter for SRM-based hybrid electrical vehicle applications | |
CN106450981B (en) | Bus bar for power module assembly | |
EP3238979B1 (en) | Integrated charger for vehicles and method of making same | |
US11097624B2 (en) | Driving system | |
US7932633B2 (en) | Apparatus for transferring energy using power electronics and machine inductance and method of manufacturing same | |
CN101325381B (en) | Two-source inverter | |
US20140225432A1 (en) | Converter circuit and method for transferring electrical energy | |
US10195946B2 (en) | Vehicle power sharing and grid connection system for electric motors and drives | |
US20090284200A1 (en) | AC motor driving circuit and electric vehicle driving circuit | |
JP2010045961A (en) | Power control apparatus | |
CN101447745B (en) | Two-source series inverter | |
CN107791851A (en) | Non-firm power supply for main capacitor electric discharge | |
US11932115B2 (en) | Multi-phase inverter and related high voltage topology | |
CN103988409B (en) | Power conversion device | |
RU2726814C1 (en) | Self-propelled machine with electromechanical transmission and power takeoff system | |
RU2612075C1 (en) | Locomotive traction converter | |
Dobrucky et al. | DIRECT AC-AC PROPULSION SYSTEM USING MATRIX CONVERTER AND 5Φ TRACTION MOTOR FOR HEV VEHICLE. | |
SK42018A3 (en) | System of AC power transmission in hybrid electric vehicle | |
CN106031018A (en) | Electric drive system | |
SK72018U1 (en) | Circuit for alternating power transmission of a hybrid electric vehicle | |
RU2732816C1 (en) | Traction converter of locomotive | |
RU2612066C1 (en) | Locomotive traction converter | |
KR20210051227A (en) | Power apparatus on board charger and electric motor driver of electric vehicle | |
RU2729007C1 (en) | Locomotive traction converter with power plant |