Vehículo eléctrico con frenado regenerativo de eficiencia variable que depende del estado de carga de la batería.

Un metodo para hacer que funcione un vehiculo electrico (10) que incluye un motor de traccion (40) conectadopara accionar al menos una rueda de accionamiento (12) de dicho vehiculo (10),

y para convertir el movimiento dedicho vehiculo (10) en energia electrica durante el frenado, comprendiendo dicho metodo las etapas de:devolver sustancialmente la totalidad de la energia a partir de dicho motor de traccion (40) a dichas baterias(20) durante el frenado, a una eficiencia maxima de dicho motor de traccion (40) accionado como ungenerador, cuando dichas baterias (20) se encuentran en una condicion de primera carga que es menorque la carga plena;

caracterizado por

ajustar la eficiencia de dicho motor de traccion (40) a un nivel entre dicha eficiencia maxima y la eficiencia cero, paradevolver menos de la totalidad de dicha energia a partir de dicho motor de traccion (40) a dichas baterias (20)durante el frenado cuando dichas baterias (20) se encuentran en un nivel de carga entre dicha condicion de primeracarga y dicha condicion de carga plena; y

ajustar la eficiencia de dicho motor de traccion (40) a una eficiencia baja seleccionada, para devolver la minimacantidad de dicha energia a partir de dicho motor de traccion (40) a dichas baterias (20) cuando dichas baterias (20)alcanzan dicha condicion de carga plena.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E98121924.

Solicitante: BAE SYSTEMS CONTROLS, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 600 MAIN STREET JOHNSON CITY, NY 13790 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: LYONS, ARTHUR PAULL, GREWE, TIMOTHY MICHAEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B60L11/12
  • B60L7/14 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B60 VEHICULOS EN GENERAL.B60L PROPULSION DE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE (disposición o montaje de conjuntos de propulsión eléctrica o de varios motores principales diferentes para una propulsión recíproca o común sobre los vehículos B60K 1/00, B60K 6/20; disposición o montaje de la transmisión eléctrica en los vehículos B60K 17/12, B60K 17/14; prevención del patinado de las ruedas reduciendo la fuerza motriz en vehículos sobre raíles B61C 15/08; máquinas dinamoeléctricas H02K; control o regulación de motores H02P ); SUMINISTRO DE LA ENERGIA ELECTRICA AL EQUIPO AUXILIAR DE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE (circuitos eléctricos para el acoplamiento de vehículos B60D 1/64; calefacción eléctrica para vehículos B60H 1/00 ); SISTEMAS DE FRENOS ELECTRODINAMICOS PARA VEHICULOS, EN GENERAL (control o regulación de motores H02P ); SUSPENSION O LEVITACION MAGNETICAS PARA VEHICULOS; CONTROL DE LOS PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO SOBRE LOS VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE SEGURIDAD SOBRE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE. › B60L 7/00 Sistemas de frenos electrodinámicos para vehículos, en general. › para vehículos propulsados por motores de corriente alterna.

PDF original: ES-2388653_T3.pdf

 

Vehículo eléctrico con frenado regenerativo de eficiencia variable que depende del estado de carga de la batería.

Fragmento de la descripción:

Vehículo eléctrico con frenado regenerativo de eficiencia variable que depende del estado de carga de la batería

La presente invención se refiere a un aparato y método para hacer simples y efectivos el funcionamiento y las características de funcionamiento de los vehículos eléctricos híbridos.

Se considera ampliamente que los vehículos eléctricos híbridos están entre los más prácticos de los vehículos poco contaminantes. Un vehículo eléctrico híbrido incluye una batería de “tracción” eléctrica que proporciona potencia eléctrica para un motor de tracción eléctrica, el cual, a su vez, acciona las ruedas del vehículo. El aspecto “híbrido” de un vehículo eléctrico híbrido se encuentra en el uso de una fuente de energía eléctrica secundaria o suplementaria para recargar la batería de tracción durante el funcionamiento del vehículo. Esta fuente de energía eléctrica secundaria puede ser unos paneles solares, una célula de combustible, un generador accionado por un motor de combustión interna o, en general, cualquier otra fuente de energía eléctrica. Cuando un motor de 15 combustión interna se usa como la fuente secundaria de potencia eléctrica, éste es comúnmente un motor relativamente pequeño que usa poco combustible y produce poca contaminación. Una ventaja concomitante es que un motor de combustión interna pequeño de este tipo puede accionarse dentro de un intervalo de RPM limitado, de tal modo que los controles de contaminación del motor pueden optimizarse. Las expresiones “primaria” y “secundaria”, cuando se usan para describir las fuentes de energía eléctrica, se refieren meramente a la forma en la que se distribuye la energía durante el funcionamiento, y no son de una importancia fundamental para la invención. Un vehículo de accionamiento eléctrico simple alimentado sólo por baterías eléctricas tiene las desventajas de que las baterías pueden llegar a agotarse mientras que el vehículo se encuentra lejos de una estación de carga de batería, e incluso cuando un vehículo de este tipo vuelve con éxito a su depósito después de un uso diario, las baterías han de recargarse a continuación. El vehículo eléctrico híbrido tiene la ventaja significativa sobre un 25 vehículo de alimentación eléctrica simple de que el vehículo eléctrico híbrido recarga sus propias baterías durante el funcionamiento y, de este modo, en condiciones ordinarias no debería requerir la carga de batería externa alguna. Por lo tanto, el vehículo eléctrico híbrido puede usarse de forma muy similar a la de un vehículo alimentado por motores de combustión interna ordinario, requiriendo sólo el reabastecimiento del combustible. Otra ventaja importante del vehículo eléctrico híbrido es su buen consumo de combustible por kilómetro. La ventaja en el consumo de combustible por kilómetro surge del uso del frenado dinámico regenerativo, el cual convierte la energía cinética del movimiento en potencia eléctrica durante al menos una parte del frenado, y devuelve la energía a la batería. Se ha encontrado que las pérdidas por frenado representan una cantidad cercana a la mitad de todas las pérdidas por fricción que experimenta un vehículo en un marco de tránsito urbano. La recuperación de este 50 % de energía, y la devolución del mismo a las baterías para su uso adicional, permite el uso de un generador eléctrico

accionado por combustible “secundario” mucho más pequeño de lo que sería el caso si no se usara el frenado regenerativo. A su vez, la fuente eléctrica secundaria más pequeña da como resultado el uso de menos combustible por unidad de tiempo o por kilómetro. Otra ventaja más de un vehículo eléctrico híbrido es que, en muchas condiciones, la potencia que se encuentra disponible para acelerar el vehículo es la suma de la potencia máxima que puede suministrarse por las baterías más la potencia máxima que puede generarse por el generador eléctrico secundario. Cuando el generador eléctrico es un motor de combustión interna alimentado por diésel, la combinación de la potencia de batería y la potencia diésel puede dar como resultado una fuerza motriz total que es bastante sustancial, a pesar del buen consumo de combustible por kilómetro.

La solicitud de patente europea EP 0 782 941 Al da a conocer un método para ajustar la distribución de potencia

45 eléctrica en un circuito de alimentación de tensión en corriente continua en un vehículo a motor que incluye varios elementos eléctricos capaces de consumir y / o de producir potencia en el circuito de alimentación. Uno de dichos elementos eléctricos es un conjunto de accionamiento eléctrico capaz de accionar al menos una rueda de accionamiento del vehículo. El método se caracteriza por que, en un modo de accionamiento, el conjunto de accionamiento se define como un elemento de equilibrado de potencia, que intercambia una potencia ajustada con el circuito de alimentación. Se determina una tensión deseada del circuito de alimentación, se supervisa continuamente una tensión de circuito de alimentación efectiva y se ajusta dicha potencia ajustada de elemento de equilibrado con el fin de mantener dicha tensión efectiva al nivel de dicha tensión deseada. El conjunto de accionamiento se usa como un elemento de equilibrado e incluye un convertidor de CA/CC. El convertidor de CA/CC se ajusta para variar la tensión, la corriente y / o la frecuencia de alimentación en el circuito de alimentación. Una

55 unidad de seguridad como un elemento eléctrico consume los excedentes de potencia a una potencia determinada cuando se usa el conjunto de accionamiento para un frenado eléctrico.

La solicitud de patente de RU GB 2 224 272 A da a conocer un circuito de accionamiento de motor de CA. Una tensión de potencial de CC se aplica a través de los arrollamientos de estátor para bloquear el rotor, dando lugar de este modo al frenado.

A pesar de que los vehículos eléctricos híbridos son económica y ambientalmente ventajosos, éstos han de ser en cierta medida “a prueba de fallos”, ya que éstos han de ser similares a los vehículos impulsados por combustión interna convencionales, en su funcionamiento y en sus respuestas a las entradas de un operador, con el fin de lograr

65 una aceptación extendida.

De acuerdo con un aspecto de la invención, un método para hacer que funcione un vehículo eléctrico que incluye un motor de tracción conectado para accionar al menos una rueda de accionamiento del vehículo, y para convertir el movimiento del vehículo en energía eléctrica durante el frenado, incluye la etapa de devolución de sustancialmente la totalidad de la energía a partir del motor de tracción a las baterías durante el frenado, a una eficiencia máxima del 5 motor de tracción accionado como un generador, cuando las baterías se encuentran en una condición de primera carga que es menor que la carga plena. Las etapas adicionales incluyen ajustar la eficiencia del motor de tracción a un nivel entre la eficiencia máxima y la eficiencia cero, para devolver menos de la totalidad de la energía disponible a partir del motor de tracción a las baterías durante el frenado cuando las baterías se encuentran en un nivel de carga entre la condición de primera carga y la condición de carga plena, y ajustar la eficiencia del motor de tracción a tan cerca de una eficiencia cero como pueda ser posible o conveniente, para devolver la mínima cantidad de la energía a partir del motor de tracción a las baterías cuando las baterías alcanzan la condición de carga plena. En una versión particular del presente aspecto de la invención, las etapas de ajuste de la eficiencia del motor de tracción accionado como un generador incluye la etapa de cambiar la frecuencia de deslizamiento del motor de tracción. En otra versión particular del presente aspecto de la invención, la etapa de ajuste de la eficiencia del motor de tracción

accionado como un generador incluye la etapa de cambiar la corriente en un arrollamiento inductor o un arrollamiento de tipo arrollamiento inductor del motor de tracción. En otra versión particular más del presente aspecto de la invención, la etapa de ajuste de la eficiencia del motor de tracción accionado como un generador incluye la etapa de pasar una corriente continua a través de un arrollamiento del motor de tracción.

la figura 1 es un diagrama de bloques simplificado de un vehículo eléctrico de acuerdo con un aspecto de la invención, que incluye un controlador de mando que realiza el control de acuerdo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para hacer que funcione un vehículo eléctrico (10) que incluye un motor de tracción (40) conectado

para accionar al menos una rueda de accionamiento (12) de dicho vehículo (10) , y para convertir el movimiento de 5 dicho vehículo (10) en energía eléctrica durante el frenado, comprendiendo dicho método las etapas de:

devolver sustancialmente la totalidad de la energía a partir de dicho motor de tracción (40) a dichas baterías

(20) durante el frenado, a una eficiencia máxima de dicho motor de tracción (40) accionado como un

generador, cuando dichas baterías (20) se encuentran en una condición de primera carga que es menor 10 que la carga plena;

caracterizado por

ajustar la eficiencia de dicho motor de tracción (40) a un nivel entre dicha eficiencia máxima y la eficiencia cero, para devolver menos de la totalidad de dicha energía a partir de dicho motor de tracción (40) a dichas baterías (20)

durante el frenado cuando dichas baterías (20) se encuentran en un nivel de carga entre dicha condición de primera carga y dicha condición de carga plena; y ajustar la eficiencia de dicho motor de tracción (40) a una eficiencia baja seleccionada, para devolver la mínima cantidad de dicha energía a partir de dicho motor de tracción (40) a dichas baterías (20) cuando dichas baterías (20) alcanzan dicha condición de carga plena.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichas etapas de ajuste de la eficiencia de dicho motor de tracción (40) accionado como un generador incluye la etapa de cambiar la frecuencia de deslizamiento de dicho motor de tracción.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichas etapas de ajuste de la eficiencia de dicho motor de tracción (40) accionado como un generador incluye la etapa de cambiar la corriente de campo en dicho motor de tracción (40) .

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichas etapas de ajuste de la eficiencia de dicho motor

de tracción (40) accionado como un generador incluye la etapa de pasar una corriente continua a través de un arrollamiento de dicho motor de tracción (40) .


 

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