RU2418185C2 - Method of minimising specific fuel consumption of vehicle ice with partial-recuperation mechanical transmission and device to this end - Google Patents
Method of minimising specific fuel consumption of vehicle ice with partial-recuperation mechanical transmission and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2418185C2 RU2418185C2 RU2009117845/06A RU2009117845A RU2418185C2 RU 2418185 C2 RU2418185 C2 RU 2418185C2 RU 2009117845/06 A RU2009117845/06 A RU 2009117845/06A RU 2009117845 A RU2009117845 A RU 2009117845A RU 2418185 C2 RU2418185 C2 RU 2418185C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- energy storage
- electric energy
- internal combustion
- combustion engine
- storage device
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims 2
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 title 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims 11
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области использования двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в машинах и машинных агрегатах различного назначения, использующих электромеханическую трансмиссию, в частности, применительно к транспортным средствам, предназначенным для перевозок грузов и пассажиров.The invention relates to the field of use of internal combustion engines (ICE) in machines and engine assemblies for various purposes, using an electromechanical transmission, in particular with respect to vehicles intended for the transport of goods and passengers.
Энергетическая эффективность этих и подобных устройств достигается за счет использования в системе двигателя внутреннего сгорания (ДВС) - колеса накопителя электрической энергии и электрического двигателя, которые обеспечивают режим работы ДВС с постоянной мощностью при изменяющейся внешней нагрузке (переменной величине момента сопротивления на движителе). В частности, применяются буферные накопители энергии, состоящие из набора последовательно соединенных аккумуляторов или конденсаторов, и тяговые машины постоянного или переменного тока, работающие, как электромотор и как генератор. Тем самым достигается стабилизация электрической мощности в цепи «генератор тока - тяговый двигатель». Это, в свою очередь, приводит к стабилизации работы ДВС в заданном стационарном режиме работы, что повышает топливную экономичность энергоустановки в целом [1, 2, 3].The energy efficiency of these and similar devices is achieved through the use in the system of an internal combustion engine (ICE) - an electric energy storage wheel and an electric motor, which provide an ICE operating mode with constant power with a changing external load (a variable value of the moment of resistance on the mover). In particular, buffer energy storage devices are used, consisting of a set of series-connected batteries or capacitors, and traction machines of direct or alternating current, operating as an electric motor and as a generator. Thereby, stabilization of electric power is achieved in the circuit "current generator - traction motor". This, in turn, leads to stabilization of the internal combustion engine in a given stationary mode of operation, which increases the fuel efficiency of the power plant as a whole [1, 2, 3].
Среди указанных энергоустановок имеются конструктивные решения, обеспечивающие рекуперацию энергии торможения транспортного средства в накопитель электрической энергии [3].Among these power plants, there are constructive solutions that ensure the recovery of the braking energy of the vehicle into an electric energy storage device [3].
Недостатком рассмотренных выше энергоустановок является низкая эффективность рекуперации ввиду того, что процесс заряда возможен только в узком диапазоне зарядных напряжений накопителя энергии, в связи с этим не обеспечивается условие максимального возврата энергии торможения.The disadvantage of the above power plants is the low recovery efficiency due to the fact that the charging process is possible only in a narrow range of charging voltages of the energy storage device, and therefore the condition for the maximum return of braking energy is not provided.
Известен способ стабилизации минимального удельного расхода топлива двигателем внутреннего сгорания и устройство для его осуществления, обеспечивающий работу ДВС по внешней скоростной характеристике за счет задания значения частоты вращения вала двигателя, соответствующего минимальному расходу топлива, сравнения текущего значения частоты вращения с величиной допустимого отклонения данного параметра от заданного, при превышении которого вырабатывается сигнал, вызывающий переключение коробки передач, и приводящий величину момента сопротивления к диапазону, в котором обеспечивается бесступенчатое регулирование частоты вращения выходного вала вариатора (гидротрансформатора) при заданной (постоянной) частоте вращения входного (насосного) вала, что обеспечивает автоматическую стабилизацию режима работы ДВС на основе обратных связей частоты вращения двигателя с элементами трансмиссии [4].A known method of stabilizing the minimum specific fuel consumption of an internal combustion engine and a device for its implementation, ensuring the operation of the internal combustion engine according to an external speed characteristic by setting the value of the engine shaft speed corresponding to the minimum fuel consumption, comparing the current value of the rotational speed with the value of the permissible deviation of this parameter from the given , when exceeded, a signal is generated that causes the gearbox to switch, and the torque resistance to the range in which stepless speed control of the output shaft of the variator (torque converter) is provided at a given (constant) frequency of rotation of the input (pump) shaft, which provides automatic stabilization of the internal combustion engine based on feedback from the engine speed to the transmission elements [4] .
Недостатком этого технического решения является отсутствие возможности рекуперации энергии торможения.The disadvantage of this technical solution is the inability to recover braking energy.
Известны способ и устройство стабилизации минимального удельного расхода топлива ДВС транспортного средства с электромеханической трансмиссией за счет автоматического регулирования режима работы ДВС на основе обратной связи с элементами электромеханической трансмиссии, обеспечивающие работу движителя транспортного средства при заданном положении топливоподающего рабочего органа, что достигается путем задания значения частоты вращения вала двигателя, соответствующей минимальному удельному расходу топлива, измерении частоты вращения этого вала при изменяющемся внешнем моменте сопротивления, сравнении измеренной частоты вращения с заданным значением, усилении разностного сигнала и подаче его на вход управления током возбуждения генератора переменного тока, изменении его электромагнитного момента, приводящего последний в соответствие с моментом, развиваемым ДВС, одновременно измеряют напряжение на выходе накопителя электрической энергии, которое сравнивают с двумя предварительно установленными уровнями, при отклонении измеренного напряжения от установленных, вырабатывают сигнал на отключение ДВС при превышении напряжения над предварительно заданным верхним уровнем или на включение ДВС при уменьшении напряжения ниже предварительно заданного нижнего уровня, что обеспечивает работу ДВС в повторно-кратковременном режиме работы при неизменной заданной нагрузке (мощности) во время работы [5].A known method and device for stabilizing the minimum specific fuel consumption of an internal combustion engine of a vehicle with an electromechanical transmission by automatically adjusting the operating mode of the internal combustion engine based on feedback from elements of an electromechanical transmission, ensuring the operation of the vehicle propulsion at a given position of the fuel supplying working body, which is achieved by setting the speed value the engine shaft corresponding to the minimum specific fuel consumption, measuring the frequency of When this shaft rotates with a changing external moment of resistance, comparing the measured rotational speed with a given value, amplifying the differential signal and applying it to the control input of the excitation current of the alternator, changing its electromagnetic moment, which brings the latter in accordance with the moment developed by the internal combustion engine, simultaneously measure the voltage at the output of the electric energy storage device, which is compared with two preset levels, when the measured voltage deviates from the installation data, they generate a signal to turn off the internal combustion engine when the voltage exceeds a predetermined upper level or to turn on the internal combustion engine when the voltage decreases below a predetermined lower level, which ensures the internal combustion engine in intermittent operation at a constant specified load (power) during operation [5 ].
Последнее техническое решение по своей сущности ближе всего к предлагаемому и принято за прототип.The last technical solution is in essence the closest to the proposed one and is taken as a prototype.
Недостатком прототипа является то, что при наличии способности обеспечивать стабилизацию работы ДВС на внешней скоростной характеристике у него отсутствует система управления рекуперацией энергии торможения в управляемый накопитель электрической энергии, что не позволяет с высокой степенью использовать энергию торможения, это приводит к нерациональному использованию дорогостоящего буферного накопителя энергии.The disadvantage of the prototype is that if it has the ability to stabilize the operation of the internal combustion engine on an external speed characteristic, it does not have a control system for recovering braking energy into a controlled electric energy storage device, which does not allow using braking energy to a high degree, which leads to the inefficient use of an expensive buffer energy storage .
Цель изобретения.The purpose of the invention.
1. Снижение удельного расхода топлива транспортного средства, работающего в условиях частых разгонов - торможений.1. Reducing the specific fuel consumption of a vehicle operating under conditions of frequent acceleration - braking.
2. Повышение эффективности использования и снижение стоимости дорогостоящего накопителя энергии.2. Improving the efficiency of use and reducing the cost of an expensive energy storage.
Указанная цель достигается способом минимизации удельного расхода топлива и устройством, управляющим схемой подключения накопителя электрической энергии при торможении транспортного средства.This goal is achieved by a method of minimizing specific fuel consumption and a device controlling a circuit for connecting an electric energy storage device when braking a vehicle.
Заявленный способ обеспечения работы движителя транспортного средства, снабженного генератором переменного тока, приводимым в действие ДВС, выпрямителем, управляемым накопителем электрической энергии, тяговым электродвигателем, заключается в том, что при нажатии на педаль торможения транспортного средства или при условии превышения частоты вращения вала тягового электродвигателя над частотой вращения электромагнитного поля, задаваемого сигналом системы управления тягового электродвигателя (режим принудительного торможения), подают сигнал на блок управления выключением подачи топлива, переводят ДВС в режим работы с пониженной устойчивой скоростью вращения выходного вала, а тяговый электродвигатель - в режим рекуперации кинетической энергии в электрическую (в режим генератора) и заряжают накопитель электрической энергии, по мере уменьшения скорости движения транспортного средства и уменьшения величины зарядного тока накопителя электрической энергии, вырабатываемого тяговым электродвигателем, в систему управления накопителем электрической энергии подают сигнал на изменение схемы подключения одиночных элементов в накопителе электрической энергии, увеличивают напряжение, подводимое к каждому элементу накопителя электрической энергии, и увеличивают зарядный ток накопителя электрической энергии при неизменной величине электродвижущей силы генератора на момент коммутации.The claimed method of ensuring the operation of a vehicle propulsion device equipped with an alternating current generator driven by an internal combustion engine, a rectifier controlled by an electric energy storage device, a traction electric motor, consists in the fact that when the vehicle’s brake pedal is pressed or if the speed of the traction motor shaft exceeds the frequency of rotation of the electromagnetic field specified by the signal of the traction motor control system (forced braking mode), under they send a signal to the fuel supply shutdown control unit, put the internal combustion engine into operation with a reduced stable speed of rotation of the output shaft, and the traction motor into the mode of kinetic energy recovery into electric energy (into generator mode) and charge the electric energy storage device, as the speed of transport increases means and reducing the magnitude of the charging current of the electric energy storage device generated by the traction electric motor, the system cash in connection schema change of single elements in the electric energy storage device, increasing the voltage applied to each element of the electric power storage unit, and increase the charging current of electricity storage device at a constant value of the electromotive force of the generator at the moment of switching.
Раскрытый способ реализуется посредством устройства минимизации удельного расхода топлива ДВС, содержащего топливоподающий рабочий орган (ТПРО), снабженного системой автоматического регулирования режима работы ДВС с обратной связью с элементами электромеханической трансмиссии и также дополнительно содержащего датчик скорости вращения выходного вала тягового электродвигателя, который связан с устройством сравнения угловой частоты вращения выходного вала тягового электродвигателя, подающим сигнал на вход блока управления выключением подачи топлива ДВС, датчик заряда накопителя электрической энергии (блока конденсаторов), стоящий в звене постоянного тока, связанный с входом блока сравнения напряжений, который связан с входом блока поглощения энергии и входом логического блока, имеющего также связь с входом блока управления выключением подачи топлива ДВС и входом системы управления силовой частью накопителя электрической энергии, датчик положения педали торможения, управляющий цепью питания системы управления силовой частью накопителя электрической энергии и подающий сигнал на вход блока управления током возбуждения генератора переменного тока, трехуровневый компаратор, на вход которого поступает сигнал от датчика напряжения на выходе выпрямителя и логического блока, а выходы связаны с блоком управления выключением подачи топлива ДВС и системой управления силовой частью накопителя электрической энергии.The disclosed method is implemented by means of a device for minimizing the specific fuel consumption of an internal combustion engine containing a fuel supplying working body (TPRO) equipped with a system for automatically controlling the operating mode of an internal combustion engine with feedback from elements of an electromechanical transmission and also additionally containing a speed sensor of the output shaft of the traction motor, which is connected to the comparison device the angular frequency of rotation of the output shaft of the traction motor, supplying a signal to the input of the control unit by supplying fuel to the internal combustion engine, a charge sensor of the electric energy storage device (capacitor unit), standing in the DC link, connected to the input of the voltage comparison unit, which is connected to the input of the energy absorption unit and the input of the logic unit, also connected to the input of the fuel cut-off control unit ICE and the input of the control system of the power part of the electric energy storage device, the brake pedal position sensor controlling the power supply circuit of the control system of the power part of the electric energy storage device and supplying a signal to the input of the control unit of the excitation current of the alternator, a three-level comparator, the input of which receives a signal from the voltage sensor at the output of the rectifier and the logic unit, and the outputs are connected to the control unit for turning off the fuel supply of the internal combustion engine and the control system for the power part of the electric energy storage device.
Техническим результатом от использования заявленного способа, осуществляемого заявленным устройством, является более рациональное использование элементов накопителя электрической энергии, снижение удельного расхода топлива и стоимости накопителя энергии.The technical result from the use of the claimed method, carried out by the claimed device, is a more rational use of elements of an electric energy storage device, reduction of specific fuel consumption and cost of energy storage.
На фиг.1. представлена структурная схема устройства;In figure 1. presents a structural diagram of the device;
на фиг.2 приведена схема коммутации четырех одиночных конденсаторов, входящих в блок конденсаторов, с помощью системы управления СУ силовыми ключами S1-S11;figure 2 shows the switching diagram of the four single capacitors included in the block of capacitors using the control system SU power switches S1-S11;
на фиг.3 приведена таблица состояния ключей и величины емкостей блока при заданных соединениях.figure 3 shows a table of the state of the keys and the value of the capacitance of the block at given connections.
Устройство содержит (фиг.1) задатчик положения 1 топливоподающего органа с выходным сигналом h1, преобразователь 2 положения топливоподающего органа в сигнал задания угловой частоты вращения выходного вала двигателя внутреннего сгорания ωзад, ДВС 3, сравнивающее устройство 4 с выходным сигналом Δω, равным разности ωзад и ω, генератор переменного тока 5, блок управления током возбуждения генератора переменного тока 6, который преобразует разность заданной и действительной угловых частот вращения выходного вала ДВС в соответствующий ток возбуждения генератора переменного тока, выпрямитель 7, систему управления 8 током зарядки управляемого накопителя электрической энергии при питании от генератора, блок поглощения энергии 9, имеющий в своем составе силовую часть 9.1 и систему управления 9.2, управляемый накопитель электрической энергии 10, состоящий из силовой части 10.1 (отдельных блоков химических АКБ или конденсаторов, соединенных вместе) на основе быстродействующих ключей и системы управления 10.2, имеющий на входе сигнал h3 от педали торможения на включение, систему управления электрическим двигателем 12, включающую силовой преобразователь 12.1 со своей системой управления 12.2, имеющей на входе сигнал h2 водителя, электрический двигатель 13, датчик скорости вращения вала тягового электродвигателя 14, устройство 15 сравнения угловой частоты вращения выходного вала тягового электродвигателя ω2 с заданным ω2зад, датчик напряжения 16 на выходе выпрямителя 7, блок управления выключением подачи топлива ДВС 17, блок 18 сравнения напряжений в звене постоянного тока с предварительно установленным уровнем Uв, а также свидетельствующий об отсутствии сигнала заряда конденсаторов, поступающем с датчика накопителя электрической энергии (заряда блока конденсаторов) 11, трехуровневый компаратор 19, преобразующий сигналы на его входе в команду на отключение ДВС или включение ДВС и системы управления током заряда управляемого накопителя электрической энергии, логический блок 20, представляющий собой триггер с установочными входами R (сброс) и S (установка).The device comprises (Fig. 1) a
Принципиальной отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что минимизация удельного расхода топлива двигателем внутреннего сгорания в системе ДВС - генератор тока - тяговый двигатель - накопитель энергии осуществляется не только за счет стабилизации заданных режимов генераторной установки путем взаимосвязанного перераспределения электрической мощности, вырабатываемой генератором тока, между потребителями (тяговый двигатель, накопитель энергии), но и благодаря управлению накоплением электрической энергии, имеющим электрическую связь с тяговым электродвигателем, работающим во время торможения транспортного средства в генераторном режиме, что уменьшает время (обеспечивает более стабильную) работы ДВС не в оптимальных режимах, а также увеличивает возврат кинетической энергии, преобразованной в электрическую с помощью тягового электродвигателя, работающего во время торможения транспортного средства в генераторном режиме, в управляемый накопитель электрической энергии.The principal distinguishing feature of the proposed method is that minimizing the specific fuel consumption of the internal combustion engine in the internal combustion engine - current generator - traction engine - energy storage system is carried out not only by stabilizing the given modes of the generator set by interconnecting the redistribution of electric power generated by the current generator between consumers (traction engine, energy storage), but also thanks to the control of electric energy storage, having m electrical connection with the traction motor operating during vehicle braking in the generator mode, which reduces the time (provides more stable) the internal combustion engine is not in optimal conditions, and also increases the return of kinetic energy converted into electrical energy with the help of the traction motor operating during vehicle braking in generator mode, into a controlled electric energy storage device.
С учетом указанных двух обстоятельств заявляемое техническое устройство, в отличие от прототипа, содержит дополнительно сравнивающее устройство 4 с выходным сигналом Δω, равным разности ωзад и ω, блок поглощения энергии 9, имеющий в своем составе силовую часть 9.1 и систему управления 9.2, управляемый накопитель электрической энергии 10, включающий силовую часть 10.1 и систему управления 10.2 накопителя электрической энергии, датчик 14 скорости вращения вала тягового электродвигателя, устройство 15 сравнения угловой частоты вращения выходного вала тягового электродвигателя ω2 с заданным ω2зад, датчик напряжения 16 на выходе выпрямителя, блок 17 управления выключением подачи топлива ДВС, блок сравнения напряжений 18 в звене постоянного тока силовой части накопителя электрической энергии 10.1 с предварительно установленным уровнем Uв, а также свидетельствующий об отсутствии сигнала накопителя энергии, поступающего с датчика заряда 11 накопителя электрической энергии (блока конденсаторов), трехуровневый компаратор 19, преобразующий сигналы на его входе в команду на отключение или включение ДВС и системы управления 10.1 накопителя электрической энергии, логический блок 20, представляющий собой триггер с установочными входами R (сброс) и S (установка).Given these two circumstances, the claimed technical device, in contrast to the prototype, further comprises a comparative device 4 with an output signal Δω equal to the difference ω back and ω, an energy absorption unit 9, comprising a power part 9.1 and a control system 9.2, a controllable drive
Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна". Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей техники, следовательно, обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия". Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «изобретательный уровень».These differences allow us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty." Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions when studying this and related areas of technology, therefore, provide the claimed technical solution according to the criterion of "significant differences". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В исходном состоянии при наличии или отсутствии сигнала на движение система управления силовой частью накопителя электрической энергии 10 соединяет отдельные элементы накопителя энергии 10 (аккумуляторы или конденсаторы) последовательно, что обеспечивает максимальное рабочее напряжение на клеммах силовой части 10.1 накопителя энергии.In the initial state, with or without a signal for movement, the control system of the power part of the
При снятии водителем сигнала управления h2 (см. фиг.1) движением автомобиля, предшествующего подаче сигнала на торможение, нулевой сигнал управления движением h2=0 вызывает перевод ДВС в режим работы с пониженной устойчивой скоростью вращения выходного вала ДВС, что приводит к отключению генератора переменного тока 5, имеющего жесткую механическую связь с ДВС 3, при этом исключается работа ДВС в неэкономичных нагрузочных режимах. Управляемый накопитель электрической энергии 10, стоящий в звене постоянного тока получает всю энергию только от тягового электродвигателя 13, работающего в генераторном режиме.When the driver removes the control signal h2 (see Fig. 1) by the vehicle’s movement prior to applying the brake signal, the zero motion control signal h2 = 0 causes the internal combustion engine to enter the operating mode with a reduced stable speed of the internal combustion engine output shaft, which causes the alternator to turn off current 5, having a rigid mechanical connection with the internal combustion engine 3, while excluding the operation of the internal combustion engine in uneconomical load conditions. A controlled electric
При подаче сигнала торможения h3≠0 (нажатием на педаль торможения), имеющего две ступени торможения, на первом этапе торможения вырабатывается сигнал индикации огней торможения, одновременно подается сигнал схеме управления силовой частью накопителя электрической энергии 10.2 для соединения отдельных элементов в управляемом накопителе 10. При дальнейшем воздействии на педаль тормоза вступает в работу вторая ступень торможения: система заряда накопителя электрической энергии, а позже механическая часть тормозной системы, что приводит к снижению скорости движения транспортного средства, при этом тяговый электродвигатель 13, обеспечивающий движение транспортного средства, переходит в режим работы генератора. По мере уменьшения скорости движения снижается частота вращения вала тягового электродвигателя 13, работающего в режиме генератора, что приводит к снижению величины генерируемой им электродвижущей силы. Блок сравнения напряжений 18, имеющий на своем входе два сигнала, свидетельствующих о напряжении в звене постоянного тока силовой электрической сети автомобиля, превышающего предварительно установленный уровень Uв, а также об отсутствии тока заряда конденсаторов, выработанного блоком 11, вырабатывает сигнал управления блоком поглощения энергии 9, имеющим в своем составе силовую часть 9.1 и включающим быстродействующий электронный ключ с системой управления 9.2. При работе блока поглощения энергии 9, являющегося поглотителем электрической энергии, напряжение в звене постоянного тока снижается. При достижении предварительно установленного порога переключения Uпер, логический блок 20, представляющий собой триггер с установочными входами R (сброс) и S (установка), вырабатывает сигнал отключения блока поглощения энергии 9 и одновременно подает сигнал разрешения работы на вход системы управления накопителя электрической энергии 10.2. Такое же действие вызывается сигналом, создаваемым устройством 15 сравнения угловой частоты вращения выходного вала тягового электродвигателя ω2 с заданным ω2зад, при условии превышения частоты вращения вала тягового электродвигателя над частотой вращения электромагнитного поля, задаваемого сигналом системы управления тягового электродвигателя (режим принудительного торможения). Величина рабочего и допустимого напряжения разряда и заряда одиночного элемента в блоке накопителя электрической энергии 10 определяется техническими условиями разработчика.When the braking signal h3 ≠ 0 (by depressing the brake pedal) has two braking stages, the signal for indicating the braking lights is generated at the first stage of braking, at the same time, a signal is sent to the power circuit of the electric energy storage device 10.2 to connect the individual elements in the controlled
Например, модуль ЭК404 (Компания «ЭСМА»), собранный из 30 одиночных конденсаторных элементов, соединенных последовательно, имеет диапазон рабочих напряжений 48-24 В. Для создания необходимого рабочего напряжения модули соединяют в блоки, что существенно расширяет возможность соединения элементов накопителя энергии в различные схемы, имеющие разное рабочее напряжение на силовых клеммах блока.For example, the EC404 module (ESMA Company), assembled from 30 single capacitor elements connected in series, has a range of operating voltages of 48-24 V. To create the required operating voltage, the modules are connected into blocks, which greatly expands the ability to connect energy storage elements into various circuits having different operating voltage at the power terminals of the block.
При снижении электродвижущей силы тягового электродвигателя 13, работающего в генераторном режиме, уменьшается напряжение, прикладываемое к блоку конденсаторов, (фиг.1, фиг.2, включенных в цепь постоянного тока), что приводит к уменьшению величины зарядного тока конденсаторов.With a decrease in the electromotive force of the traction motor 13 operating in the generator mode, the voltage applied to the block of capacitors decreases (Fig. 1, Fig. 2 included in the DC circuit), which leads to a decrease in the value of the charging current of the capacitors.
Компаратор 19, фиксирующий близкое к нулю значение зарядного тока, вырабатывает сигнал, приводящий к изменению схемы конденсаторов (фиг.2), изменяя положение электронных ключей в силовой схеме (фиг.3), что приводит к уменьшению сопротивления на накопителе (клеммных зажимах блока конденсаторов), что при неизменной величине электродвижущей силы генератора на момент коммутации приводит к увеличению зарядного тока накопителя энергии (блока конденсаторов).The comparator 19, fixing the charging current close to zero, generates a signal leading to a change in the capacitor circuit (Fig. 2), changing the position of the electronic keys in the power circuit (Fig. 3), which leads to a decrease in the resistance on the drive (terminal clamps of the capacitor unit) ), that at a constant value of the electromotive force of the generator at the time of switching, it leads to an increase in the charging current of the energy storage device (block of capacitors).
При дальнейшем снижении скорости вращения вала электродвигателя, работающего в режиме генератора до второго предварительно установленного уровня (когда рекуперация становится невозможной), блок 18, свидетельствующий об отсутствии сигнала заряда накопителя энергии, поступающего с блока 11, подает сигнал управления на логический блок 20, который вырабатывает и подает сигнал на запрещение работы на вход системы управления накопителя электрической энергии 10.2, одновременно с блока сравнения напряжений 18 поступает сигнал на систему управления поглотителя электрической энергии 9.2.With a further decrease in the rotation speed of the shaft of the electric motor operating in the generator mode to the second pre-set level (when recovery becomes impossible), block 18, indicating the absence of a charge signal of the energy storage device coming from block 11, supplies a control signal to the logical block 20, which generates and sends a signal to prohibit operation to the input of the control system of the electric energy storage device 10.2, at the same time a signal is sent to the control system from the voltage comparison unit 18 I sink of electricity 9.2.
Таким образом, обеспечиваются условия для рекуперации энергии в управляемый накопитель электрической энергии при торможении в широком диапазоне вырабатываемых электрической машиной напряжений, что приводит к увеличению возврата энергии.Thus, conditions are provided for energy recovery to a controlled electric energy storage device during braking in a wide range of voltages generated by an electric machine, which leads to an increase in energy return.
В результате данный способ и устройство увеличивает эффективность рекуперации за счет управления схемой соединения отдельных элементов накопителя энергии, что приводит к более рациональному использованию аккумуляторных батарей и конденсаторных блоков, из которых состоит накопитель энергии, снижению расхода топлива ДВС электрифицированной силовой установки, работающей в режиме частых разгонов-торможений.As a result, this method and device increases the recovery efficiency by controlling the connection scheme of the individual elements of the energy storage, which leads to a more rational use of batteries and capacitor blocks that make up the energy storage, reducing the fuel consumption of the internal combustion engine of an electrified power plant operating in the mode of frequent acceleration braking.
ЛитератураLiterature
1. Антонов А.С., Магидович Е.Н., Новохатько И.С. Гидромеханические и электромеханические передачи транспортных и тяговых машин / по ред. А.С.Антонова, М. - Л.: Машгиз, 1965. - 351 с.1. Antonov A.S., Magidovich E.N., Novokhatko I.S. Hydromechanical and electromechanical transmission of transport and traction machines / ed. A.S. Antonova, M. - L .: Mashgiz, 1965 .-- 351 p.
2. Ращупкин Ю.С. Исследование электромеханической трансмиссии трактора ДЭТ-250 в режиме ходоуменьшения для гидромелиоративных машин: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Челябинск, 1968. - 21 с.2. Rashchupkin Yu.S. The study of the electromechanical transmission of the DET-250 tractor in the creep reduction mode for irrigation and drainage machines: Abstract. diss. Cand. tech. sciences. Chelyabinsk, 1968 .-- 21 p.
3. Сорокин К., Карин П. Альтернатива? // Авторевю. - 2005. - №17.3. Sorokin K., Karin P. Alternative? // Autoreview. - 2005. - No. 17.
4. Патент РФ №2070649, МПК F02D 45/00, В60К 41/16. Опубл. в БИ №35, 1996.4. RF patent No. 2070649, IPC F02D 45/00, B60K 41/16. Publ. in BI No. 35, 1996.
5. Патент РФ №2338081, МПК F02D 17/04. Опубл. в БИ №31 10.11.2008.5. RF patent No. 2338081, IPC F02D 17/04. Publ. in BI No. 31 10.11.2008.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009117845/06A RU2418185C2 (en) | 2009-05-14 | 2009-05-14 | Method of minimising specific fuel consumption of vehicle ice with partial-recuperation mechanical transmission and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009117845/06A RU2418185C2 (en) | 2009-05-14 | 2009-05-14 | Method of minimising specific fuel consumption of vehicle ice with partial-recuperation mechanical transmission and device to this end |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009117845A RU2009117845A (en) | 2010-12-20 |
| RU2418185C2 true RU2418185C2 (en) | 2011-05-10 |
Family
ID=44056120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009117845/06A RU2418185C2 (en) | 2009-05-14 | 2009-05-14 | Method of minimising specific fuel consumption of vehicle ice with partial-recuperation mechanical transmission and device to this end |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2418185C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476331C1 (en) * | 2012-01-30 | 2013-02-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Method of stabilizing optimum angular velocity of power plant electrical generator armature in recovery of braking kinetic power |
| RU2495266C2 (en) * | 2012-01-10 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) | Method to minimise fuel consumption of automotive ice with power accumulation system and device to this end |
-
2009
- 2009-05-14 RU RU2009117845/06A patent/RU2418185C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2495266C2 (en) * | 2012-01-10 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) | Method to minimise fuel consumption of automotive ice with power accumulation system and device to this end |
| RU2476331C1 (en) * | 2012-01-30 | 2013-02-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Method of stabilizing optimum angular velocity of power plant electrical generator armature in recovery of braking kinetic power |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009117845A (en) | 2010-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6608396B2 (en) | Electrical motor power management system | |
| US9061595B2 (en) | Auxiliary drive apparatus and method of manufacturing same | |
| US8558492B2 (en) | Apparatus for driving motor of electric vehicle | |
| CN101979265B (en) | Method for controlling stroke lengthening of serially connected pluggable electric vehicle | |
| CN109353231B (en) | Electric automobile driving system with loading system, electric automobile and control method | |
| US20100060013A1 (en) | Procedure and equipment for water/wind generators' performance improvement with the addition of a pneumatic system | |
| CN103359115B (en) | A kind of extended-range electric vehicle and entire car controller thereof and electricity-generating control method and system | |
| US7663343B2 (en) | Controller for drive system | |
| KR101959498B1 (en) | Wind based load isolated electrical charging system | |
| CN1714494A (en) | Power unit for automobile | |
| US20130297193A1 (en) | Hybrid vehicle and method for controlling the same | |
| US8942877B2 (en) | Hybrid vehicle and method for controlling the same | |
| US20100131136A1 (en) | Power supply system, vehicle including the same, control method for power supply system, and computer-readable recording medium recording program for causing computer to execute the control method | |
| US9340113B2 (en) | Switched reluctance generator integrated controls | |
| KR20080076964A (en) | Method for operating a hybrid vehicle | |
| US6366838B1 (en) | Vehicle control device | |
| CN107107736B (en) | Hybrid drive train | |
| RU2418185C2 (en) | Method of minimising specific fuel consumption of vehicle ice with partial-recuperation mechanical transmission and device to this end | |
| US20120136517A1 (en) | Power generation method and apparatus | |
| KR20130034633A (en) | Active switching frequency modulation | |
| US11018605B2 (en) | DC to DC voltage converter and voltage converter control scheme | |
| CN111591123B (en) | Power plant and method for operating a power plant | |
| JP2004312926A (en) | Vehicle control device and control method | |
| KR20110062120A (en) | Hybrid system of commercial vehicle and its control method | |
| KR20180042830A (en) | A cooling system using of hydraulic transmission |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120515 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130627 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140515 |