用于改型现有非公路车辆的推进电路的系统和方法使推进电路能够用作混合能量非公路车辆推进电路。混合推进电路包括：主要电源（102）；以及牵引电动机（108），用于响应于主要电功率推进非公路车辆。牵引电动机（108）具有电动机驱动操作模式和功率耗散操作模式。牵引电动机（108）在功率耗散操作模式中产生动力制动电功率。电能存储系统（1502）包括斩波电路（1506），该电路连接到储能装置（1508）。存储装置（1508）响应于斩波电路（1506）有选择地存储在功率耗散模式中产生的电能。存储系统（1502）在电动机驱动模式期间有选择地从存储装置（1508）向牵引电动机（108）提供辅助电功率，以帮助推进非公路车辆（100）。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】用于改型现有非公路车辆的推进电路的系统和方法使推进电路能够用作混合能量非公路车辆推进电路。混合推进电路包括：主要电源（102）；以及牵引电动机（108），用于响应于主要电功率推进非公路车辆。牵引电动机（108）具有电动机驱动操作模式和功率耗散操作模式。牵引电动机（108）在功率耗散操作模式中产生动力制动电功率。电能存储系统（1502）包括斩波电路（1506），该电路连接到储能装置（1508）。存储装置（1508）响应于斩波电路（1506）有选择地存储在功率耗散模式中产生的电能。存储系统（1502）在电动机驱动模式期间有选择地从存储装置（1508）向牵引电动机（108）提供辅助电功率，以帮助推进非公路车辆（100）。【专利说明】混合能量非公路车辆推进电路相关申请交叉引用本申请的专利技术是部分继续申请，它要求2003年3月3日提交的并且题为“混合能量非公路车辆电力存储系统和方法(HYBRID ENERGY OFF HIGHWAY VEHICLE ELECTRICPOWER STORAGE SYSTEM AND METHOD)” 的美国专利申请 N0.10/378，335 的利益，该申请要求2001年3月27日提交的美国临时申请N0.60/278,975的优先权，其全部公开通过引用结合于本文中。以下共同拥有的美国专利涉及本申请并通过引用结合于本文中:2001年12月26日提交的美国专利申请N0.10/033, 347，现在的美国专利N0.6，591，758，题为“混合能量机车电力存储系统(HYBRID ENERGY LOCOMOTIVEELECTRICAL POWER STORAGE SYSTEM)”。
本专利技术一般涉及供比如采矿翻斗车、施工卡车或挖掘机等大的非公路车辆使用的能量管理系统和方法。具体地说，本专利技术涉及一个改型系统，用于管理电能的存储和传递，比如由电力牵引电动机驱动的非公路车辆产生的动力制动能量或多余的原动机功率。
技术介绍
图1A是例示性现有技术非公路车辆的框图。具体地说，图1A 一般地反映了典型的现有技术柴油机发电的非公路车辆。非公路车辆包括机车和采矿卡车以及挖掘机，其中采矿卡车和挖掘机从100吨容量到400吨容量的范围，但是可以较小或较大。非公路车辆通常具有小于每吨10马力(h.p.)的功率重量比，常见的比率为每吨5h.p.。非公路车辆一般也利用动力制动或电力制动。这与诸如具有每吨15h.p.或更大比率并利用机械或阻力制动的大客车的车辆相反。如图1A所示，非公路车辆100包括柴油机主要电源102，它驱动交流发电机/整流器104。如本技术中一般理解的，交流发电机/整流器104向变换器106提供DC电功率，变换器106将AC电功率转换为适合牵引电动机108使用的形式。一种普通的非公路车辆结构的每个轮子109包括一个变换器/牵引电动机，其中两个轮子109包括车轴等效部件(未显示)。这种结构使得每台非公路车辆有一个或二个变换器。图1A为了方便起见，图解了单个变换器106和单个牵引电动机108。借助于实例，大的挖掘翻斗车可以采用电马达轮，比如GEB23?AC电马达轮，它采用GE150AC?驱动系统(其中两者都可从本系统的受让人得到)。严格来说，变换器将DC功率转换为AC功率。整流器将AC功率转换为DC功率。术语“转换器”有时也用于指变换器和整流器。照这样提供的电功率可以称为原动机(primemover)功率(或主要电功率)，并且交流发电机/整流器104可以称为原动机功率的源。在典型的AC柴油机发电的非公路车辆应用中，首先对来自交流发电机的AC电功率进行整流(转换为DC)。整流的AC然后被变换(例如利用功率电子器件，比如用作脉宽调制器的绝缘栅双极性晶体管(IGBT)或者硅控整流器)，以为相应的牵引电动机108提供适当形式的AC功率。如本技术中所理解的，牵引电动机108提供牵引功率以移动非公路车辆100以及附着于非公路车辆100的任何其它车辆，比如载重(load)车辆。这种牵引电动机108可以是AC或DC电动机。在利用DC牵引电动机时，交流发电机的输出一般被整流，以提供适当的DC功率。在利用AC牵引电动机时，交流发电机输出一般被整流为DC，其后在被提供给牵引电动机108之前被变换为三相AC。牵引电动机108也提供制动力，用于控制速度或者用于使非公路车辆100减速。这通常称为动力制动，并且一般在本技术中被理解。简单地说，当牵引电动机108不需要提供驱动力时，它能够被重新配置(经由功率切换装置)，以便电动机用作电力发电机。经过这样配置，牵引电动机108产生具有使非公路车辆减速的作用的电能。在诸如图1A所示的现有技术非公路车辆中，在动力制动模式中产生的能量一般被传送到安装在车辆外壳上的电阻栅(grid) 110。因此，动力制动能量被转换为热，并且从系统耗散。在动力制动模式中产生的这种电能一般被浪费了。应注意，在典型的现有技术DC混合汽车中，动力制动栅110连接到牵引电动机108。但是，在典型的现有技术AC混合车辆中，动力制动栅连接到DC牵引母线122，因为各个牵引电动机108—般经相关的变换器106连接到母线(参见图1B)。图1A—般图解了具有多个牵引电动机的AC混合汽车；为方便起见，描述单个变换器。图1B是典型的现有技术非公路车辆100的电气图。本领域众所周知采用单个电能源102，但是可采用两个或更多个电能源。在单个电能源的情况下，连接到交流发电机104的柴油机102提供主要电源104。在提供两个或更多个电能源102的情况下，第一系统包括原动机功率系统，它提供功率给牵引电动机108。第二系统(未显示)提供功率给所谓的辅助电系统(或简称为辅件)。这种辅助系统可以从DC输出或者从由主要电源驱动的单独的交流发电机得到，作为交流发电机的输出。例如，在图1B中，柴油机102驱动原动机电源104 (例如交流发电机和整流器)，以及任何辅助交流发电机(未图解)，用于向诸如例如照明、空调/暖气、鼓风机驱动装置、散热片驱动装置、控制电池充电器、场激励器、动力转向、泵等的各种辅助电气子系统提供功率。辅助动力系统还可从单独的车轴驱动发电机接收功率。辅助功率还可以得自于原动机电源104的牵引交流发电机。原动机电源104的输出连接到提供DC功率给牵引电动机108的DC母线122。DC母线122也可称为牵引母线122，因为它承载牵引电动机子系统使用的功率。如上所述，典型的现有技术柴油机发电的非公路车辆包括两个牵引电动机108，每个轮子109 —个，其中两个轮子109用作车轴部件或者车轴等效部件。但是，系统也可以配置成每个车轴包括单个牵引电动机，或者配置成包括四个牵引电动机，两个车轴等效四轮汽车的每个轮子109一个。在图1B中，每个牵引电动机子系统124A和124B包括一个变换器(例如变换器106A和106B)以及相应的牵引电动机(例如分别为牵引电动机108A和108B)。在制动期间，由牵引电动机108产生的功率通过动力制动栅子系统110耗散。如图1B所示，典型的现有技术动力制动栅子系统110包括多个接触器(例如DB1-DB5)，用于在DC母线122的正负电轨之间切换多个功率电阻元件。电阻的每个垂直分组可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：AK库马，HT杨，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。