[发明专利]混合电推进系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的混合电推进系统。

背景技术

飞轮能量存储系统通过将转子加速到非常高的速度并将能量作为惯性能保持在系统中而运作。开发者由于未解决的技术困难而没有考虑将飞轮应用到车辆中。具体而言，在车辆中与其回转(gyroscopic)和侧翻(rollover)效应相关的飞轮问题还没有得到适当的解决。

发明内容

根据本发明，提供了一种混合电推进系统，用于驱动车辆的至少一个牵引轮，该系统包括：内燃机；

飞轮，操作地连接到内燃机并用于存储机械惯性能，飞轮具有平行于车辆轮子的旋转轴线的水平旋转轴线，并具有主盘，该主盘沿相对于车辆前进时车辆的轮子旋转(R_T)的相反方向(R_FES)旋转，从而抑制车辆转向时车辆的侧翻效应；

发电机，操作地连接到飞轮；

电马达，操作地连接到发电机；

控制器，用于控制内燃机，飞轮，发电机和电马达的操作。

根据本发明的另一方面，提供了一种混合电推进系统，用于驱动车辆的至少一个牵引轮，该系统包括：

内燃机；

至少一个飞轮，操作地连接到内燃机并用于存储机械惯性能；

发电机，操作地连接到飞轮；

第一交流发电机，具有第一场线圈用于控制发电机的磁场；

电马达，操作地连接到发电机；

第二交流发电机，具有第二场线圈用于控制电马达的磁场；和

控制器，级联(in cascade)控制在第一交流发电机的第一场线圈中的第一电流和第二交流发电机的第二场线圈中的第二电流。

本发明及其大量的优点通过随后参考附图对优选实施例的非限定描述将会变得更加明显。

附图说明

图1是根据本发明的优选实施例的混合电推进系统的示意性框图；

图2是根据本发明的优选实施例的包括混合电推进系统的飞轮的车辆的示意性侧截面视图；

图3是根据本发明的优选实施例的混合电推进系统的更详细示意性框图。

具体实施方式

参考图1，其中示出了根据本发明的优选实施例的用于车辆的混合电推进系统10的示意性框图。该系统包括内燃机12，其操作地连接到用于存储机械惯性能的飞轮14，优选地经由磁或机械离合器16连接。发电机18也连接到飞轮14，优选地经由磁或机械离合器20。离合器20还可以是电离合器或机械离合器，或发电机18可以直接连接到飞轮14。可选地，飞轮14还可以集成到发电机18内部。发电机18根据要求接收来自内燃机12或飞轮14的动力。发电机18通过给机械地连接到车轮24的至少一个电马达22供电以将动力传送给车轮并推动车辆。

发电机18可以连接到由外部电源供电的馈电点并由此用作电马达。几个外部电源26，譬如馈电点，可以沿着车辆的路线以彼此间隔一定距离定位。每一个外部电源26可以通过用作电马达的发电机18来给飞轮14中的机械惯性能进行电补充。在电源26和发电机之间的连接可以通过自动连接到电源26的机械臂实现。替代的，外部电源26可以是连续电链接，譬如电轨或航空电缆(aerial electric cable)，这不限制车辆的线路的组织。

参考图2，其中示出了设置有如图1所示的混合电推进系统10的车辆30的示意性视图。飞轮14具有平行于车辆30的轮子的旋转轴线的水平旋转轴线。在使用中，当车辆30沿前进方向T行进时，飞轮14沿相对于车辆30的轮子24的旋转前进方向R_T的相反方向R_FES旋转。该飞轮14的旋转方向R_FES是有利的，因为它在车辆左或右转时抑制侧翻效应。实际上，如果飞轮沿着与轮子的旋转前进方向R_T相同的方向旋转的话，特别是在车辆左右转向时，这将导致车辆沿着相反方向摇摆或侧翻。另一方面，如果飞轮14具有垂直的旋转轴线，这将会倾向于在上坡或下坡时产生将车辆30向上拉或将其向下推的力矩。在很多情况下，该飞轮14的使用改进了车辆30的稳定性。

飞轮14可以包括两个相反旋转的盘(未示出)，每一个都被相反旋转的小齿轮所驱动，小齿轮则连接到冕形齿轮(crown gear)。通过在飞轮14中使用两个相反旋转的盘而不是一个盘，通常在车辆中不期望的回转效应被抑制。然而，如果如上所述在飞轮14中仅提供单个旋转盘，则回转效应被有利地用于在车辆左或右转向期间抑制车辆的侧翻效应。