[發明專利]用于在電動車輛中制動的系統和方法

無效

• 申請號: 200580039291.4
• 申請日: 2005-09-27
• 公開（公告）號: CN101061011A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 納德·納斯爾;克里斯托弗·K·雅克斯
• 申請（專利權）人: 奧什科什卡車公司
• 主分類號: B60K6/04
• 分類號: B60K6/04;B60L11/18
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王英

相關申請的交叉引用

本申請是2004年3月16日提交的美國申請No.10/718,051的部分延續，該美國申請是2001年1月31日提交的美國申請No.09/774,981，即現在的專利No.6,757,597的分案，二者均通過援引并入此處。本申請還是2002年12月19日提交的美國申請No.10/326,862的部分延續，同樣通過援引將其并入此處。

技術領域

本發明一般涉及電動車輛領域，并且更具體涉及用于在電動車輛中提供制動能力的系統和方法。

背景技術

電力牽引車輛是以某種方式或另一種方式使用電力來為車輛提供所有或者部分推進力的車輛。這種電力可以有多種來源，例如依靠化學變化產生電能的儲能設備(電池)、依靠存儲電荷的儲能設備(電容器)、依靠機械存儲能量的儲能設備(例如儲能輪，蓄壓器)以及能量轉換產品。在典型的常規電力牽引車輛中，使用諸如柴油機等原動機來驅動向一個或者多個牽引電動機提供電流的發電機或者交流發電機。牽引電動機通常耦合到車輛上的輪對。采用這種類型的電力牽引的典型車輛是鐵路機車。在某些常規的電力牽引車輛中，使用存儲能量來提供主動力，其提供電流給一個或者多個牽引電動機。采用這種類型的電力牽引的典型車輛是高爾夫車或者電池供電的電動汽車。在某些常規的電力牽引車輛中，期望具有一種以上的能量源，例如儲能單元和耦合到發電機的內燃機。通過具有一種以上的能量源，設計中的某些優化能夠使電力生產更加高效，從而允許使用來自不同能量源的能量來提供更加高效的牽引系統。這些類型的車輛通常公稱為混合電動車輛(HEV)。通常存在串聯和并聯的HEV系統設計。

在典型的電動車輛中，除了機械制動系統之外，或者代替機械制動系統，可以通過配置電力牽引電動機作為發電機而不是電動機來提供再生制動能力，使得到電力牽引電動機的電能流向被反轉。在這種再生模式中，每個電力牽引電動機接收來自耦合到該牽引電動機的輪對的旋轉的機械能，并且作為發電機工作以將該機械能轉換為電能并且提供電力輸出。這種從車輪接收機械能以將電力牽引電動機作為發電機工作的過程吸收機械能并且降低了車輛速度。其他所需的制動力通常由機械制動器提供。

來自電力牽引電動機的反向電能流通常被轉移到儲能設備。如果所轉移的電能超過儲能設備的容量，則多余的電能通常被轉移到能量消耗設備或者動態制動器，例如阻性元件，并且通過阻性元件消耗為熱量。在大量制動周期中利用這種方式存儲并且消耗多余的電能會降低儲能設備的使用壽命，并且取決于所需大小，使用附加的能量消耗系統增加了系統的成本和復雜度。而且，高成本可能與使用并且維護機械制動系統有關，特別是與使用并且維護諸如消防車、軍用車、垃圾處理車等重型電動車輛上的機械制動系統有關。因此，需要一種用于在電動車輛中制動的系統和方法，其采用經配置的引擎和發電機組合以提供附加制動能力并且消耗在再生制動期間的多余能量。

發明內容

根據示例性實施例，電動車輛的電力牽引系統包括內燃機引擎和耦合到所述引擎的發電機、耦合到所述發電機的電力母線、耦合到所述電力母線的儲能單元、耦合到電動機和所述電力母線的驅動控制器、以及耦合到所述驅動控制器的車輛控制器。所述發電機配置為接收由所述電動機再生到所述電力母線上的電能，以便提供機械能給所述引擎，并且所述引擎配置為消耗所述機械能以便提供制動功能。

根據另一個示例性實施例，一種提供電動車輛中的制動的方法包括：提供內燃機引擎和耦合到所述引擎的發電機，提供耦合到所述發電機的電力母線，提供耦合到所述電力母線的儲能單元，提供耦合到電動機和所述電力母線的驅動控制器，以及提供耦合到所述驅動控制器的車輛控制器。所述方法還包括配置所述發電機以接收由所述電動機再生到所述電力母線上的電能，以便提供機械能給所述引擎，并且配置所述引擎來消耗所述機械能。

根據另一個示例性實施例，電力牽引車輛包括車輛平臺和安裝在所述車輛平臺上的主電力單元，其中包括引擎和耦合到所述引擎的AC發電機。電力牽引車輛還包括耦合到至少一個車輪并且相對于所述車輛平臺支撐的AC電動機、耦合到所述AC電動機的驅動控制器、耦合到所述驅動控制器的車輛控制器、以及耦合到所述主電力單元和所述驅動控制器的AC母線組件。所述主電力單元配置為接收由所述AC電動機再生到所述AC母線組件上的功率并且使用所述引擎消耗該功率，以便提供制動功能。