[發(fā)明專(zhuān)利]推進(jìn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310273800.6
• 申請(qǐng)日: 2008-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103332121A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R.D.金;A.K.庫(kù)馬;L.薩拉蘇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類(lèi)號(hào): B60L11/12
• 分類(lèi)號(hào): B60L11/12
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;傅永霄

本申請(qǐng)是于2008年4月10日提交的已進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的PCT專(zhuān)利申請(qǐng)(中國(guó)國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?200880023481.0，國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2008/059839，發(fā)明名稱(chēng)“推進(jìn)系統(tǒng)”)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明包括涉及推進(jìn)系統(tǒng)(propulsion?system)的實(shí)施例。本發(fā)明包括涉及使用推進(jìn)系統(tǒng)的方法的實(shí)施例。

背景技術(shù)

某些運(yùn)載工具(vehicle)使用電牽引馬達(dá)(motor)來(lái)推進(jìn)運(yùn)載工具。這些電牽引馬達(dá)可連接至稱(chēng)作鏈環(huán)(link)的電氣聯(lián)接結(jié)構(gòu)，其為馬達(dá)提供功率(power)。這些鏈環(huán)可以是電氣總線系統(tǒng)。一個(gè)或多個(gè)運(yùn)載工具上所載有的(on-board)發(fā)電機(jī)可用來(lái)向鏈環(huán)提供功率。在一定的運(yùn)行條件下，例如當(dāng)運(yùn)載工具減速或在下坡道上保持速度時(shí)，由電馬達(dá)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)(EMF)大于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式交流發(fā)電機(jī)(alternator)所提供的電壓。在這種條件下，電牽引馬達(dá)停止充當(dāng)馬達(dá)而變成發(fā)電機(jī)。作為動(dòng)力制動(dòng)(dynamic?braking)而已知的該過(guò)程是用來(lái)減少運(yùn)載工具的機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)部件的磨損的一種電制動(dòng)的形式。在運(yùn)載工具為機(jī)車(chē)(locomotive)的情況下，動(dòng)力制動(dòng)減少了機(jī)車(chē)以及還有該火車(chē)(train)的所有軌道車(chē)(rail?car)的制動(dòng)磨損。在動(dòng)力制動(dòng)期間，一個(gè)或多個(gè)電阻器(resistor)將電功率作為熱量耗散。在運(yùn)載工具為卡車(chē)(truck)或其它的使用電驅(qū)動(dòng)推進(jìn)的中型或重型運(yùn)載工具時(shí)，動(dòng)力制動(dòng)可用來(lái)減少與各個(gè)單獨(dú)的輪相關(guān)聯(lián)的機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)部件的磨損。

已經(jīng)開(kāi)發(fā)了混合式(hybrid)推進(jìn)系統(tǒng)，用來(lái)回收否則將在動(dòng)力制動(dòng)期間作為熱量而被浪費(fèi)的能量中的一部分。這些否則將被浪費(fèi)的能量的回收為再生制動(dòng)(regenerative?braking)。混合式推進(jìn)系統(tǒng)可使用兩種不同的能量來(lái)源：熱機(jī)(heat?engine)和能量?jī)?chǔ)存單元。熱機(jī)可燃燒燃料來(lái)產(chǎn)生機(jī)械功——內(nèi)燃機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、以及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是一些實(shí)例。能量?jī)?chǔ)存單元可包括可再充電的電池、超級(jí)電容器(ultracapacitor)、或具有高功率密度的飛輪。

通常，混合式推進(jìn)系統(tǒng)包括聯(lián)接至交流發(fā)電機(jī)的所載有的熱機(jī)，該交流發(fā)電機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械輸出功率轉(zhuǎn)化成交流(AC)電功率。整流器(rectifier)將交流發(fā)電機(jī)的AC輸出轉(zhuǎn)化成直流(DC)。整流器的DC輸出的一部分可對(duì)能量?jī)?chǔ)存單元進(jìn)行充電，而其余的DC輸出部分驅(qū)動(dòng)電馬達(dá)，電馬達(dá)又推進(jìn)運(yùn)載工具。

在運(yùn)載工具加速期間，能量?jī)?chǔ)存單元可放電(discharge)以增補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)-交流發(fā)電機(jī)的電功率輸出并可在一段時(shí)間內(nèi)提供有所升高的功率水平。在運(yùn)載工具制動(dòng)期間，能量?jī)?chǔ)存單元再充電以用于以再生的方式(regeneratively)捕獲在制動(dòng)期間否則將被浪費(fèi)的能量的一部分。

重型混合式推進(jìn)系統(tǒng)可能需要大規(guī)模的能量?jī)?chǔ)存裝置。由于同時(shí)的功率和能量需求，常規(guī)的重型混合式推進(jìn)系統(tǒng)可能需要許多較小的能量?jī)?chǔ)存單元的并聯(lián)運(yùn)行，這些較小的能量?jī)?chǔ)存單元通常構(gòu)造成大量串聯(lián)連接的(series-connected)單電池(cell)的數(shù)個(gè)并聯(lián)的串(string)。并聯(lián)的能量?jī)?chǔ)存單元內(nèi)的功率分享可能是有問(wèn)題的。

擁有這樣一種推進(jìn)系統(tǒng)可能是合乎需求的，即，該推進(jìn)系統(tǒng)帶有與當(dāng)前可得到的推進(jìn)系統(tǒng)的那些特性和特征不同的特性和特征。擁有這樣一種推進(jìn)系統(tǒng)可能是合乎需求的，即，該推進(jìn)系統(tǒng)執(zhí)行與當(dāng)前可得到的那些方法不同的方法。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施例中提供了一種用于運(yùn)載工具的推進(jìn)系統(tǒng)。推進(jìn)系統(tǒng)包括第一牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和第二牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。第一牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)接至熱機(jī)并且包括第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。熱機(jī)向第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)供應(yīng)能量以推進(jìn)運(yùn)載工具。第二牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和第一能量?jī)?chǔ)存裝置。第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)既可向第一能量?jī)?chǔ)存裝置供應(yīng)能量，又可從第一能量?jī)?chǔ)存裝置接收能量。

在一個(gè)實(shí)施例中，用于運(yùn)載工具的推進(jìn)系統(tǒng)包括第一牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和推進(jìn)器件(propulsion?means)，該推進(jìn)器件用于向第一能量?jī)?chǔ)存裝置供應(yīng)能量，并用于從第一能量?jī)?chǔ)存裝置接收能量。一方面，推進(jìn)器件可與第一牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)脫開(kāi)電聯(lián)接(electrically?decoupled)，并且，可通過(guò)在制動(dòng)期間以再生的方式捕獲能量并將以再生的方式被捕獲的能量轉(zhuǎn)化成電以向第一能量?jī)?chǔ)存裝置供應(yīng)電能從而機(jī)械地間接地聯(lián)接至第一牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。