Система електроживлення гібридного електромобіля

Система електроживлення гібридного електромобіля, що складається з двигуна внутрішнього згорання, вихідний вал якого з'єднаний з валом генератора постійного струму, акумуляторної батареї, підключеної через розділювальний діод і силовий широтно-імпульсний перетворювач до позитивного полюса тягового електродвигуна постійного струму, що шунтується зворотним діодом, зарядного перетворювача, підключеного до позитивного полюса акумуляторної батареї зустрічно- паралельно розділювальному діоду, негативний полюс якої з'єднаний з негативним полюсом генератора і тягового двигуна, яка відрізняється тим, що генератор постійного струму позитивним полюсом підключений через нормально закритий контакт перекидного контактора і відсікаючий діод до загальної точки силового перетворювача, розділювального діода та зарядного перетворювача, нормально відкритий контакт перекидного контактора з'єднано з позитивним полюсом акумуляторної батареї, паралельно якій підключено ланцюг із послідовно з'єднаних нормально відкритого контакту кінцевого вимикача педалі акселератора, нормально закритого контакту датчика роботи двигуна внутрішнього згорання і котушки перекидного контактора Винахід відноситься до електротехніки, переважно може бути використаний в схемах електромобілів (ЕМ) та в тяговому електроприводі колісних машин з живленням від акумуляторної батареї (АБ), а також від системи двигун внутрішнього згорання - генератор (ДВЗ-Г) Відомий привід гібридного електромобіля (ГЕМ) [1], що здійснюється тяговим електродвигуном (ТЕД), який отримує електроенергію при нормальному навантаженні від генератора, що обертається двигуном внутрішнього згорання, а при великих навантаженнях одночасно від генератора і АБ Однак, виконуючи оптимальну роботу ДВЗ схема приводу не дозволяє оптимально перерозподіляти енергію генератора для руху ГЕМ і одночасного заряду АБ як у режимі руху, так і у режимі рекуперативного гальмування, що знижує и ефективність Відома система управління гібридним електромобілем [2], яка складається з ДВЗ і електродвигуна-генератора, автоматичної коробки передач, що з'єднує ДВЗ із приводом коліс, схеми динамічного гальмування, що забезпечує за допомогою електродвигуна перетворення кінетичної енергії автомобіля в електроенергію підзаряду АБ, пристроїв автоматичного переключення коробки пе редач, що дозволяють уникнути перезаряду АБ Система управління гальмуванням забезпечує плавне гальмування автомобіля до повної зупинки, виконуючи переключення передач і безперервне регулювання та перерозподілення моментів гальмування між електродвигуном та ДВЗ Однак наявність автоматичної коробки передач ускладнює систему, робить и менш надійною, підвищує масу трансмісії Найбільш близьким технічним рішенням є система гібридного електромобіля з розподіленням електроенергії підзаряду АБ між ТЕД і допоміжним джерелом [3] У гібридному автомобілі, що розглядається, підзаряд АБ здійснюється допоміжним генератором, що обертається ДВЗ, і тяговим двигуном, при його роботі у режимі динамічного гальмування КІЛЬКІСТЬ електроенергії, що надходить до АБ від ТЕД та допоміжного генератора регулюється системою управління в залежності від ступеня заряду АБ Якщо АБ не повністю заряджена, то ЕМ гальмується тяговим електроприводом, що працює в режимі динамічного гальмування, заряджаючи АБ, і КІЛЬКІСТЬ електроенергії, що надходить від допоміжного генератора, знижується ВІДПОВІДНО до КІЛЬКОСТІ електроенергії, що створю ється при динамічному гальмуванні Заряд АБ від ю СО (О 46315 з ДВ31 (на фіг він показаний маховиком), на валу якого закріплено якір генератора постійного струму 2, акумуляторної батареї 3, розділювального діода 4, силового широтно-імпульсного перетворювача 5, тягового електродвигуна 6, шунтованого зворотнім діодом 7, зарядного перетворювача 8, силового перекидного контактора 9, котушки контактора 10, нормально відкритого контакту кінцевого вимикача педалі акселератора 11, нормально закритого контакту датчика роботи ДВЗ 12, відсікаючого діоду 13, обмотки збудження генератора 14 Тяговий електродвигун 6 підключений до силового ШІМ-перетворювача 5, який, в свою чергу, через відсікаючий діод 13 і силовий контактор 9 з'єднано з позитивними полюсом генератора 2, і через розділювальний діод 4 з позитивним полюсом АБ 3 Перекидний контактор 9 при запуску ДВЗ 1 підключається до АБ 3, а потім до силового ШІМ-перетворювача 5 Пристрій працює таким чином У початковому положенні система ДВ31-Г2 не працює, силовий перетворювач 5 вимкнено, перекидний контактор 9 знаходиться у положенні а нормально відкритий контакт 11 розімкнено (педаль акселератора не натиснуто), нормально закритий контакт 12 замкнено (відсутній сигнал датчика роботи ДВЗ), котушка 10 контактора 9 обезструмлена На початку руху при натисканні на педаль акселератора замикається контакт 11 і на котушку 10 подається напруга АБ, через це перекидний контакт контактора 9 переходить в положення b При цьому генератор 2 підключається до АБ 3, переводиться в режим стартера і запускає ДВ31 Після запуску останнього з'являється сигнал датчика роботи ДВ31 і контакт 12 розмикається, в результаті чого котушка 10 обезструмлюється і перекидний контакт контактора 9 повертається в положення а, підключаючи генератор 2 до силового ШІМ-перетворювача 5, який, в залежності від інтенсивності натискання на педаль акселератора збільшує напругу, що подається на тяговий електродвигун 6, регулюючи момент і швидкість його обертання При цьому енергія до силового перетворювача 5 надходить як від генератора 2 через відсікаючий діод 13, так і від АБ 3 через розділювальний діод 4 Спільна робота генератора 2 і АБ З передбачається при старті ГЕМ, а також при наваПорівняльний аналіз відомих технічних рішень нтажених режимах руху, що дозволяє знизити випоказує, що запропонований пристрій має розшитрати палива та зменшити ШКІДЛИВІ ВИКИДИ В атрені функціональні можливості завдяки тому, що мосферу ДВЗ 1, тому що суттєво знижується напри натисканні на педаль акселератора на початвантаження на двигун у цих режимах роботи Бековому етапі руху автоматично запускається ДВЗ ручи до уваги той факт, що у міському циклі перезавдяки підключенню перекидним силовим контакважають стоп-стартові режими руху ГЕМ, приротором генератора до АБ та переведення його у дно, що для економії палива та зменшення шкідрежим двигуна Таким чином генератор у цьому ливого впливу відпрацьованих газів необхідно вирежимі виконує функцію стартера ДВЗ і система конувати постійну автоматичну зупинку ДВЗ 1 з електроживлення ГЕМ дозволяє більш гнучко кенаступним його автоматичним запуском КІЛЬКІСТЬ рувати силовою установкою ДВЗ-Г, що підвищує енергії, що надходить до ТЕД 6 від АБ 3 і від генеефективність електромобіля в цілому ратора 2 регулюються рівнем напруги на останНа основі наведеного вище можна зробити виньому Розділювальний діод 4, при цьому, дозвосновок про те, що сукупність суттєвих ознак, що ляє ВІДСІКТИ АБ від загальної мережі і виключити викладена у формулі винаходу є необхідною та нерегульовані зрівняльні струми, які можуть винидостатньою для досягнення нового технічного рекнути при перевищенні рівня напруги генератора 2 зультату, що забезпечується винаходом над рівнем напруги АБ 3 Відсікаючий діод 13 ВІДНа фіг зображено функціональну схему сисДІЛЯЄ АБ 3 від генератора 2 при зупинках ДВЗ 1 теми електроживлення ГЕМ Пристрій складається бувається з постійним регулюванням електроенергії, що надходить від допоміжного генератора, з урахуванням ступеню заряду АБ і КІЛЬКОСТІ електроенергії, що створюється при динамічному гальмуванні Однак, у системі, що розглядається, відсутня можливість автоматичного запуску ДВЗ від генератора, що призводить до підвищеного використання палива і збільшення викидів відпрацьованих газів на стоянках біля світлофорів чи інших короткочасних зупинках ЕМ Задачею винаходу є створення такої системи електроживлення гібридного електромобіля, в якій застосування перекидного контактора, розділювального діода та системи, що складається з кінцевого вимикача педалі акселератора і контакту датчика роботи двигуна внутрішнього згорання, які підключаються до АБ та силового перетворювача, дозволяє здійснити автоматичний запуск ДВЗ і, як наслідок, розширити функціональні можливості пристрою Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в системі електроживлення гібридного електромобіля, що складається з двигуна внутрішнього згорання, вихідний вал якого з'єднаний з валом генератора постійного струму, акумуляторної батареї, підключеної через розділювальний діод і силовий широтно - імпульсний перетворювач до позитивного полюсу тягового електродвигуна постійного струму, що шунтується зворотнім діодом, зарядного перетворювача, підключеного до позитивного полюсу акумуляторної батареї зустрічнопаралельно розділювальному діоду, негативний полюс якої з'єднаний з негативним полюсом генератора і тягового двигуна, а генератор постійного струму позитивним полюсом підключений черезнормально закритий контакт перекидного контактора і відсікаючий діод до загальної точки силового перетворювача, розділювального діода та зарядного перетворювача, нормально відкритий контакт перекидного контактора з'єднано з позитивним полюсом акумуляторної батареї, паралельно якій підключено ланцюг із послідовно з'єднаних нормально відкритого контакту кінцевого вимикача педалі акселератора, нормально закритого контакту датчика роботи двигуна внутрішнього згорання і котушки перекидного контактора 46315 або при зниженні напруги на генераторі 2 нижче підвищує ефективність його при експлуатації в рівня напруги на АБ З міському циклі руху Список літератури При русі ГЕМ в нормальному режимі живлення 6 ТЕД 6 здійснюється від генератора 2 Регулювання 1 Пат 5881559 США, МПК Г-02В37/04 Hybrid енергії здійснюється силовим перетворювачем 5 electric vehicle/Kawamura Hideo, Isuzu Ceramics Одночасно з цим відбувається заряд АБ 3 за доResearch Institute Co, Ltd - №686645, Опубл помогою зарядного перетворювача 8, який регу16 3 99, НПК60/59 7 6 лює струм заряду і контролює ступінь заряду АБ З 2 Пат 5923093 США, МПК Н02Р9/04 Hybrid Цей же перетворювач 8 регулює зарядний струм і vehicle drive system adapted toassure smooth brake при рекуперативному гальмуванні ТЕД 6 application by motor/generator or engme/Tabata Atsushi, Taga Yutaka, Ibaraki Ryuji, Toyota Jidosha Вимикання ДВ31 проводиться автоматично К К - №08/885853, Опубл 13 7 99, НПК290/40С при кожній повній зупинці ГЕМ 6 Таким чином, у порівнянні з прототипом, за3 Пат 5929595 США, МПК Н01М10/46 Hybrid пропонований пристрій здійснює автоматичний electric vehicle with traction motor drive allocated запуск двигуна внутрішнього згорання при кожbetween battery and auxiliary source depending ному старті гібридного електромобіля, тобто доuppon battery charge state/Lyons Arthur Paull, Grewe зволяє отримати новий технічний результат - розTimothy Michael, Lockheed martin Corp ширити функціональні можливості системи елект№09/044671 ,Опубл 27 7 99, НПК320/104 роживлення гібридного електромобіля, що значно ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71