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    Ein Hybridenergiesystem zum Antreiben eines straßenunabhängigen Fahrzeugs umfasst eine Kraftmaschine (102) mit einer ersten Leistungskapazität und einen Leistungswandler (106), der von der Kraftmaschine (102) angetrieben wird, um elektrische Primärleistung bereitzustellen. Ein Traktionsantriebs-(108)-System nimmt die elektrische Primärleistung entgegen, wobei das Traktionsantriebs-(108)-System das straßenunabhängige Fahrzeug in Abhängigkeit von der elektrischen Primärleistung antreibt und wobei das Traktionsantriebs-(108)-System ferner einen dynamischen Bremsbetriebsmodus aufweist. Ein Energiespeichermedium (112) nimmt elektrische Energie auf, die durch das Traktionsantriebs-(108)-System in dem dynamischen Bremsbetriebsmodus erzeugt wird, wobei das Energiespeichermedium (112) einen Teil der aufgefangenen Energie an das Traktionsantriebs-(108)-System überträgt, um die elektrische Primärleistung zu erhöhen, wobei das Traktionsantriebs-(108)-System mit einer zweiten Leistungskapazität bemessen ist, die die erste Leistungskapazität übersteigt.A hybrid power system for driving a off-highway vehicle includes an engine (102) having a first power capacity and a power converter (106) driven by the engine (102) to provide primary electrical power. A traction drive (108) system counteracts primary electrical power, with the traction drive (108) system driving the off-highway vehicle in response to primary electrical power, and with the traction drive (108) system also having a dynamic braking mode of operation. An energy storage medium (112) receives electrical energy generated by the traction drive (108) system in the dynamic braking mode of operation, wherein the energy storage medium (112) transfers a portion of the trapped energy to the traction drive (108) system increasing the primary electrical power, wherein the traction drive (108) system is sized with a second power capacity exceeding the first power capacity.
    公开号:DE102004028243A1
    申请号:DE102004028243
    申请日:2004-06-11
    公开日:2005-01-13
    发明作者:Robert Dean King；Ajith Kuttanair Kumar；Lembit Salasoo；Henry Todd Young
    申请人:General Electric Co；
    IPC主号:B60L7-20
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Offenbarung betrifft ganz allgemein hybride, straßenunabhängige Fahrzeugs-(OHV-)und fahrleitungsgebundene Systeme, und insbesondere ein Verfahrenund System, um Energiespeicherung in hybriden straßenunabhängigen Fahrzeugs-und fahrleitungsgebundenen OHV-Systemen zu optimieren.TheThe present disclosure relates generally to hybrid Off Highway Vehicle (OHV) vehicles.and overhead line systems, and in particular a methodand system for storing energy in hybrid off-highway vehicleand overhead line OHV systems.
    [0002] Straßenunabhängige (OHV-)Fahrzeuge,zu denen fahrleitungsgebundene straßenunabhängige Fahrzeuge und anderegroßeZugfahrzeuge zählen, werdenim Allgemeinen durch elektrische Traktionsmotoren angetrieben, diemit einer oder mehrere Sätzevon Achsen oder Motor-Laufräderndes Fahrzeugs treibend verbunden sind. In dem Antriebs- oder Traktionsbetriebsmoduswerden die Traktionsmotoren aus einer steuerbaren elektrischen Leistungsquelle(z.B. aus einer mittels einer Kraftmaschine angetriebenen Traktionskombinationaus Generator/Gleichrichter/Inverter oder alternativ aus einer Gleichstromantriebsquelle,die einen Gleichstrommotor ohne einen Inverter aufweist) mit elektrischem Stromversorgt und übenein Drehmoment auf die Fahrzeuglaufräder aus, die auf die Fläche, aufder sich das Fahrzeug gerade fortbewegt, (z.B. eine Schleppspuroder Straße)tangentiale Kraft oder Zugkraft ausüben, wodurch das Fahrzeug ineine gewünschteRichtung entlang des vorgegebenen Weges vorangetrieben wird.Off-road vehicles (OHV),to those tethered off-road vehicles and otherssizeTowing vehicles countgenerally powered by electric traction motors, thewith one or more sentencesof axles or engine wheelsdriving the vehicle are connected. In the drive or traction mode of operationbecome the traction motors from a controllable electrical power source(e.g., an engine-powered traction combinationgenerator / rectifier / inverter or, alternatively, a DC drive source,having a DC motor without an inverter) with electric currentsupplied and practiceda torque on the vehicle wheels made on the surface, onthe vehicle is currently moving (e.g., a towing lane)or street)exert tangential force or traction, causing the vehicle ina desired oneDirection is driven along the given path.
    [0003] Umgekehrtdienen dieselben Motoren in einem elektrischen (d.h. dynamischen)Bremsbetriebsmodus als elektrische Generatoren, die über dieAchsen/Laufräderangetrieben werden. Überdie jeweils zugeordneten Achsen-Laufrad-Einheiten wird auf die Motorwellenein Drehmoment ausgeübt,das in diesem Falle Bremskraft auf die Oberfläche überträgt, wodurch die Fahrt des Fahrzeugsverzögertoder verlangsamt wird. Da in einem herkömmlichen straßenunabhängigen Fahrzeugoder einem an eine Fahrleitung gebundenen straßenunabhängigen Fahrzeug kein geeignetesSpeichermedium fürdie resultierende erzeugte elektrische Energie vorhanden ist, wird ein(als ein dynamisches Bremsnetz oder Lastaufnahmebox bekanntes) elektrischesWiderstandsnetz verwendet, um die elektrische Energie in Wärmeenergieumzuwandeln, die dann an die Atmosphäre abgeführt wird.Vice versaserve the same motors in an electrical (i.e., dynamic)Brake mode of operation as electrical generators that over theAxles / wheelsare driven. aboutthe respective assigned axle-impeller units is on the motor shaftsapplied a torque,which in this case transmits braking force to the surface, thereby increasing the ride of the vehicledelayedor slowed down. As in a conventional off-road vehicleor a road-bound vehicle tied to a catenary is not suitableStorage medium forthe resulting generated electrical energy is present becomes(known as a dynamic brake net or load box) electricalResistor network used to convert the electrical energy into thermal energywhich is then dissipated to the atmosphere.
    [0004] ImGegensatz dazu sind hybride OHV-Systeme und hybride fahrleitungsgebundenestraßenunabhängige Fahrzeugein der Lage, die erzeugte dynamische Bremsenergie in einem odermehreren geeigneten Speichereinheiten, beispielsweise Akkumulatoren,Schwungrädern,Ultrakondensatoren und dergleichen zu speichern. Diese gespeicherteEnergie kann dann fürden Zugantrieb und/oder fürin dem straßenunabhängigen Fahrzeugsvorhandene Hilfssysteme verwendet werden, um dadurch den Wirkungsgraddes Kraftstoffs zu verbessern. Allerdings tragen derartige Komponentenunabhängigdavon, ob ein straßenunabhängiges FahrzeugEnergiespeicherelemente und/oder energieab führende Elemente umfasst, dazubei, die Gesamtabmessung und das Gewicht des Fahrzeugs, und daherdie Kosten des Fahrzeugs zu steigern. Es besteht somit ein Bedarf, einemstraßenunabhängigen Fahrzeugsdie Fähigkeitzu verleihen, Energie zu speichern, um Kraftstoff einzusparen, während gleichzeitigdie Dimensionierung der zugehörigenKomponenten (z.B. der Kraftmaschine und der dynamischen Bremswiderstände, usw.)reduziert wird, wodurch sich die Nutzlastkapazität steigern ließe.in theIn contrast, hybrid OHV systems and hybrid are tetheredOff-road vehiclesable to generate the generated dynamic braking energy in one orseveral suitable storage units, for example accumulators,Flywheels,Ultracapacitors and the like store. This savedEnergy can then be forthe traction drive and / or forin the off-road vehicleexisting auxiliary systems are used, thereby increasing the efficiencyto improve the fuel. However, wearing such componentsindependentlyof whether a street independent vehicleEnergy storage elements and / or energy-carrying elements includes, toat, the overall size and weight of the vehicle, and thereforeto increase the cost of the vehicle. There is thus a need, aoff-road vehiclethe abilityto lend, store energy to save fuel while at the same timethe sizing of the associatedComponents (e.g., the engine and dynamic braking resistors, etc.)reduced, which could increase the payload capacity.
    [0005] Darüber hinaussollten fahrleitungsgebundene straßenunabhängige Fahrzeuge außerdem über einevolle Kraftmaschinenkapazitätverfügen,um an Unterbrechungen der Fahrleitung (sowie an anderen möglicherweiseliegengebliebenen straßenunabhängigen Fahrzeugen)vorbeifahren zu können,und ferner, um in Schleppstraßenabschnitten,Umschlagplätzen,und Wartungseinrichtungen, wo keine Fahrleitungen vorgesehen sind,manövrierenzu können bzw.diese umfahren zu können.Es ist ferner möglich,dass die elektrische Leistung einer Fahrleitung gegen deren Endenhin zu schwach ist, um den vollen Bedarf an Antriebsleistung desstraßenunabhängigen Fahrzeugszu decken, wodurch der Einsatz eines Dieselmotors erforderlich wird.Falls das fahrleitungsgebundene straßenunabhängige Fahrzeug in einem dynamischenBremsmodus Bremsenergie zurückin die Fahrleitung gibt, muss ein weiteres fahrleitungsgebundenesstraßenunabhängiges Fahrzeug verfügbar sein,um die Energie zu verbrauchen/abzuführen. Andernfalls muss dieBremsenergie in das Bremsnetz des fahrleitungsgebundenen straßenunabhängigen Fahrzeugsabgeleitet werden.FurthermoreIn addition, catenary-bound off-road vehicles should have onefull engine capacityfeature,to interrupt the overhead contact line (as well as othersleft-behind off-road vehicles)to be able to drive pastand further, in order toHubs,and maintenance facilities where overhead lines are not provided,maneuverto be able toto be able to drive around this.It is also possiblethat the electrical power of a catenary against its endsis too weak to meet the full drive power demandoff-road vehiclecover, which requires the use of a diesel engine.If the tethered off-road vehicle in a dynamicBrake mode braking energy backin the catenary there must be another tetheredoff-road vehicle available,to consume / dissipate the energy. Otherwise, the mustBraking energy in the braking network of the tether-bound off-road vehiclebe derived.
    [0006] Dementsprechendist es im Falle von fahrleitungsgebundenen straßenunabhängigen Fahrzeugen ferner erwünscht, dieDimensionen der Kraftmaschine und/oder des Bremsnetzes reduzierenzu können,währenddie volle Antriebs- und Bremsfähigkeitaufrecht erhalten bleibt fürden Fall, dass die Fahrleitung nicht in der Lage ist, den vollenLeistungsbedarf des straßenunabhängigen Fahrzeugszu decken bzw. die gesamte erzeugte Bremsenergie des straßenunabhängigen Fahrzeugsaufzunehmen.Accordinglyit is also desirable in the case of tethered off-highway vehicles, theReduce dimensions of the engine and / or the brake networkto be able towhilethe full drive and braking abilityis maintained forthe case that the catenary is unable to fullPower requirement of the off-road vehicleto cover or the entire generated braking energy of the off-road vehicletake.
    [0007] Dieoben erörtertenund andere Nachteile und Mängelaus dem Stand der Technik werden durch ein Hybridenergiesystem zumAntreiben eines straßenunabhängigen Fahrzeugsbeseitigt oder verringert. In einem Ausführungsbeispiel enthält das Systemeine Kraftmaschine mit einer ersten Leistungskapazität und einenLeistungswandler, der konfiguriert ist, dass er durch die Kraftmaschineangetrieben wird, um elektrische Primärleistung bereitzustellen.Ein Traktionsantriebssystem nimmt die elektrische Primärleistungauf, wobei das Traktionsantriebssystem so konfiguriert ist, dassdas straßenunabhängige Fahrzeugmittels der elektrischen Primärleistungantreibt, und wobei das Traktionsantriebssystem ferner einen dynamischenBremsbetriebsmodus aufweist. Ein Energiespeichermedium dient dazu,elektrische Energie aufzunehmen, die durch das Traktionsantriebssystemin dem dynamischen Bremsbetriebsmodus erzeugt wird, wobei das Energiespeichermediumeinen Teil der aufgenommenen Energie an das Traktionsantriebssystem überträgt, um dieelektrische Primärleistungzu verstärken, wobeidas Traktionsantriebssystem mit einer zweiten Leistungskapazität bemessenist, die die erste Leistungskapazität übersteigt.The above-discussed and other disadvantages and deficiencies of the prior art are eliminated or reduced by a hybrid power system for driving a off-highway vehicle. In one embodiment, this includes The system includes an engine having a first power capacity and a power converter configured to be driven by the engine to provide primary electrical power. A traction drive system receives the primary electrical power, wherein the traction drive system is configured to power the off-highway vehicle using the primary electrical power, and wherein the traction drive system further includes a dynamic braking mode of operation. An energy storage medium serves to receive electrical energy generated by the traction drive system in the dynamic braking mode of operation, wherein the energy storage medium transmits a portion of the absorbed energy to the traction drive system to boost the primary electric power, the traction drive system being sized with a second power capacity. which exceeds the first power capacity.
    [0008] Ineinem anderen Aspekt umfasst ein Verfahren zum Betrieb eines zumAntrieb eines straßenunabhängigen Fahrzeugskonfigurierten Hybridenergiesystems das Entgegennehmen eines Traktionseingabebefehlsund das Ermitteln, ob ein an ein Traktionsantriebssystem des straßenunabhängigen Fahrzeugsgestellter resultierender Leistungsbedarf eine erste Leistungskapazität einerin dem Hybridenergiesystem enthaltenen Kraftmaschine übersteigt,wobei die Kraftmaschine an das Traktionsantriebssystem elektrischePrimärleistungliefert. Falls der Leistungsbedarf die erste Leistungskapazität übersteigt,wird die elektrische Primärleistungmit aufgefangener elektrischer Energie ergänzt, die in einem Energiespeichermediumgespeichert ist.InIn another aspect, a method of operating a toDriving a road-independent vehicleconfigured hybrid power system to accept a traction input commandand determining whether to a traction drive system of the Off Highway VehicleAs a result, the resulting power requirement is a first performance capacityexceeds the engine contained in the hybrid power system,wherein the engine to the traction drive system electricprimary powersupplies. If the power requirement exceeds the first power capacity,becomes the primary electric powersupplemented with trapped electrical energy stored in an energy storage mediumis stored.
    [0009] Innoch einem weiteren Aspekt umfasst ein Hybridenergiesystem zum Antreibeneines an eine Fahrleitung gebundenen, straßenunabhängigen Fahrzeugs eine Fahrleitungsspannungsquelleund eine Fahrleitung, die dazu dient, elektrische Primärleistungin ein Traktionsantriebssystem einzukoppeln. Das Traktionsantriebssystemist konfiguriert, um das an eine Fahrleitung gebundene straßenunabhängige Fahrzeugin Abhängigkeitvon der elektrischen Primärleistunganzutreiben, wobei das Traktionsantriebssystem ferner einen dynamischen Bremsbetriebsmodusaufweist. Darüberhinaus ist eine Kraftmaschine mit einer ersten Leistungskapazität bemessen,und ein Leistungswandler ist so konfiguriert, dass er durch die Kraftmaschineangetrieben wird, wobei der Leistungswandler dazu dient, das Traktionsantriebssystemmit elektrischer Sekundärleistungzu versorgen. Ein Energiespeichermedium nimmt die durch das Traktionsantriebssystemin dem dynamischen Bremsbetriebsmodus erzeugte Energie auf, wobeidas Energiespeichermedium einen Teil der aufgenommenen Energie andas Traktionsantriebssystem überträgt, um dieelektrische Primärleistungund/oder die elektrische Sekundärleistungzu erhöhen.Das Traktionsantriebssystem ist mit einer zweiten Leistungskapazität bemessen,die die erste Leistungskapazität übersteigt.InYet another aspect includes a hybrid power system for poweringa tied to a catenary, road-independent vehicle a catenary voltage sourceand a catenary serving to primary electric powerto couple into a traction drive system. The traction drive systemis configured to the road-independent vehicle tied to a catenarydependent onfrom the primary electric powerThe traction drive system further includes a dynamic braking mode of operationhaving. About thatIn addition, an engine is sized with a first power capacity,and a power converter is configured to be powered by the enginewith the power converter serving the traction drive systemwith electrical secondary powerto supply. An energy storage medium takes the through the traction drive systemenergy generated in the dynamic braking mode, whereinthe energy storage medium a part of the absorbed energythe traction drive system transmits to theprimary electrical powerand / or the secondary electric powerto increase.The traction drive system is sized with a second power capacity,which exceeds the first power capacity.
    [0010] Innoch einem weiteren Aspekt umfasst ein Verfahren zum Betrieb einesHybridenergiesystems, das dazu dient, ein an eine Fahrleitung gebundenes, straßenunabhängiges Fahrzeuganzutreiben, das Ermitteln der Verfügbarkeit einer Fahrleitung,um ein Traktionsantriebssystem des Fahrwagens mit elektrischer Primärleistungzu versorgen. Falls die Fahrleitung nicht verfügbar ist, wird ermittelt, obein an das Traktionsantriebssystem gestellter Leistungsbedarf dieKapazitäteines Energiespeichermediums des Systems übersteigt. Eine Kraftmaschine,die dazu dient, das Traktionsantriebssystem mit elektrischer Sekundärleistungzu versorgen, wird aktiviert, falls die elektrische Primärleistungnicht verfügbarist und der an das Traktionsantriebssystem gestellte Leistungsbedarfdie Kapazitätdes Energiespeichermediums übersteigt.Es wird ferner ermittelt, ob eine an das Traktionsantriebssystemgestellte Leistungsanforderung die Kapazität der aus der Fahrleitung verfügbaren Primärleistung übersteigt,falls die Kraftmaschine nicht aktiviert ist, und es wird er mittelt,ob die an das Traktionsantriebssystem gestellte Leistungsanforderungeine erste Leistungskapazitätder Kraftmaschine übersteigt,falls die Kraftmaschine aktiviert ist, um dem Traktionsantriebssystemelektrische Sekundärleistungzuzuführen.Die elektrische Primär- oderSekundärleistungwird mit aufgenommener elektrischer Energie ergänzt, die in einem Energiespeichermediumgespeichert ist, wobei die aufgenommene Energie in einem dynamischenBremsbetriebsmodus durch das Traktionsantriebssystem erzeugt wird.InIn yet another aspect, a method for operating aHybrid power system, which serves a tied to a catenary, off-road vehicledriving, determining the availability of a catenary,a traction drive system of the trolley with primary electric powerto supply. If the catenary is not available, it is determined whethera power requirement imposed on the traction drive systemcapacityenergy storage medium of the system. An engine,which serves the traction drive system with secondary electrical poweris activated, if the primary electric powernot availableand the power requirement imposed on the traction drive systemthe capacityof the energy storage medium exceeds.It is also determined if any of the traction drive systempower requirement exceeds the capacity of the primary power available from the overhead line,if the engine is not activated, and it is averaged,whether the requested power to the traction drive systema first power capacityexceeds the engine,if the engine is activated to the traction drive systemelectrical secondary powersupply.The electric primary orsecondary poweris supplemented with absorbed electrical energy stored in an energy storage mediumis stored, the energy absorbed in a dynamicBraking mode is generated by the traction drive system.
    [0011] Innoch einem weiteren Aspekt umfasst ein Energiesystem zum Antriebeines straßenunabhängigen Fahrzeugsein Energiespeichermedium, das dazu dient, elektrische Primärleistungbereitzustellen. Ein Traktionsantriebssystem ist dazu eingerichtet,die elektrische Primärleistungaufzunehmen und das straßenunabhängige Fahrzeugdurch die elektrische Primärleistunganzutreiben. Das Traktionsantriebssystem weist ferner einen dynamischenBremsbetriebsmodus auf, wobei das Energiespeichermedium ferner dazueingerichtet ist, elektrische Energie aufzunehmen, die durch dasTraktionsantriebssystem in dem dynamischen Bremsbetriebsmodus erzeugtwird.InYet another aspect includes an energy system for propulsiona road-independent vehiclean energy storage medium that serves to provide primary electrical powerprovide. A traction drive system is set up tothe primary electric powerrecord and the off-road vehicleby the primary electric powerdrive. The traction drive system also has a dynamicBrake operation mode, wherein the energy storage medium further tois set up to absorb electrical energy through theTraction drive system generated in the dynamic braking mode of operationbecomes.
    [0012] Eswird nun auf die exemplarischen Zeichnungen eingegangen, wobei inden unterschiedlichen Figuren gleichartige Elemente mit denselben Bezugsnummernversehen sind:Reference will now be made to the exemplary drawings, wherein in the different figures similar elements with the same Reference numbers are provided:
    [0013] 1 zeigt ein schematischesBlockdiagramm eines exemplarischen Energieerzeugungs- und Energiespeicherungssystemsfür hybridestraßenunabhängige Fahrzeuge,das fürdie Verwendung gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung geeignet ist; 1 FIG. 12 is a schematic block diagram of an exemplary off-highway hybrid power generation and storage system suitable for use in accordance with one embodiment of the invention; FIG.
    [0014] 2 veranschaulicht in einemFlussdiagramm ein Verfahren zum Betrieb eines Hybridenergiesystemszum Antrieb eines straßenunabhängigen Fahrzeugsgemäß einemweiteren Aspekt der Erfindung; 2 13 illustrates in a flowchart a method of operating a hybrid power system for driving a off-highway vehicle according to another aspect of the invention;
    [0015] 3 zeigt ein schematischesBlockdiagramm noch eines Ausführungsbeispielsdes Energieerzeugungs- und Energiespeicherungssystems nach 1, das besonders für eine Anwendungim Zusammenhang mit fahrleitungsgebundenen straßenunabhängigen Fahrzeugen angepasstist; und 3 shows a schematic block diagram of yet another embodiment of the power generation and energy storage system 1 specially adapted for use with tethered off-highway vehicles; and
    [0016] 4 veranschaulicht in einemFlussdiagramm ein Verfahren zum Betrieb eines fahrleitungsgebundenesHybridenergiesystems gemäß einem weiterenAspekt der Erfindung. 4 FIG. 4 is a flow chart illustrating a method of operating a hybrid hybrid power system according to another aspect of the invention.
    [0017] Imfolgenden ist ein Verfahren zum Optimieren einer Energiespeicherungin hybriden straßenunabhängigen Fahrzeugs-(OHV-) und fahrleitungsgebundenenOHV-Systemen offenbart. Zusammengefasst ausgedrückt betrifft die vorliegendeOffenbarung eine verbesserte Konstruktion eines hybriden straßenunabhängigen Fahrzeugs,in dem die gespeicherte Bremsenergie mit der Leistung der Kraftmaschinedes straßenunabhängigen Fahrzeugskombiniert wird, um die Traktionsleistung für das Fahrzeug zu liefern.Mit anderen Worten, die Leistungsverwaltung des hybriden OHV-Systemsist gezieltso gestaltet, dass dem Dieselmotor weniger Leistung abverlangtwird, als fürdie Traktion erforderlich ist, wobei die restliche Leistung durchdie hybriden Energiespeicherelemente bereitgestellt wird. Durchdiese Vorgehensweise lassen sich die Abmessungen und/oder das Gewichtder Kraftmaschine und anderer Leistungskomponenten reduzieren. Hierdurchreduzieren sich wiederum Gewicht und Maße des unbeladenen straßenunabhängigen Fahrzeugs,und es wird zusätzlicheNutzlastkapazitätermöglicht.Wie nachstehend eingehender beschrieben, sind (in Hinzufügung zuder Reduzierung der Abmessungen und der Gewichts) ferner weitereLeistungssteigerungen fürfahrleitungsgebundene Anwendungen im Fahrleitungsbetrieb verwirklicht.Währenddie nachstehend dargestellten Ausführungsbeispiele anhand vonhybriden straßenunabhängigen Fahrzeugenund fahrleitungsgebundenen Fahrzeugen beschrieben sind, sollte esklar sein, dass die hier erläutertenGrundzügegleichermaßenauf andere Arten von Fahrzeugen anwendbar sind, darunter ohne daraufbeschränktzu sein, Eisenbahn- und Transitlokomotiven (ein schließlich sowohleigenbetriebener Elektrolokomotiven als auch vollelektrifizierterLokomotiven, die überelektrifizierte dritte Schienen oder Oberleitungen Strom erhalten),Straßenfahrzeugeund andere Fahrzeuge, die sich an externe Spannungsquellen, beispielsweiseelektrifizierte dritte Schienen anschließen lassen.in theThe following is a method for optimizing energy storagein hybrid off-road vehicle (OHV) and overhead lineOHV systems disclosed. In summary, the present invention relatesDisclosure An Improved Construction of a Hybrid Off Highway Vehiclein which the stored braking energy with the power of the engineof the off-road vehiclecombined to provide the traction performance for the vehicle.In other words, the power management of the hybrid OHV systemis specifically designed so that the diesel engine requires less poweris, as forthe traction is required, with the remaining power passing throughthe hybrid energy storage elements are provided. ByThis procedure can be the dimensions and / or weightreduce the engine and other power components. herebyin turn reduce the weight and dimensions of the unloaded off-highway vehicle,and it will be additionalpayload capacityallows.As described in more detail below, (in addition tothe reduction in dimensions and weight) furtherPerformance increases forCatenary-based applications realized in overhead line operation.Whilethe embodiments illustrated below with reference tohybrid off-road vehiclesand overhead line vehicles, it shouldbe clear that those explained hereBroadequallyapplicable to other types of vehicles, including without itlimitedto be railway and transit locomotives (including bothself-propelled electric locomotives as well as fully electrifiedLocomotives overelectrified third rails or overhead lines receive power),road vehiclesand other vehicles that are connected to external power sources, for exampleconnect electrified third rails.
    [0018] MitBezug auf 1 wird zunächst einsystematisches Blockdiagramm eines exemplarischen Energieerzeugungs-und Energiespeicherungssystems 100 für hybride straßenunabhängige Fahrzeugegezeigt, das fürdie Verwendung gemäß einesAusführungsbeispielsder Erfindung geeignet ist. Wie in 1 zusehen, treibt ein Dieselmotor 102 eine Primärantriebsenergiequelle 104 (z.B.eine (Wechselspannungs-)Generator/Gleichrichter-Kombination) an.Vorzugsweise liefert die Primärantriebsenergiequelle 104 Gleichstroman einen Leistungswandler (z.B. einen Inverter) 106, dereinem Traktionsmotor 108 Dreiphasen-Drehstrom zur Verfügung stellt.Es ist jedoch klar, dass das in 1 veranschaulichte System 100 modifiziertsein kann, um mit Gleichstromtraktionsmotoren betrieben zu werden.Darüber hinausist dem Fachmann offenkundig, dass das System 100 weitervereinfacht werden könnte,indem beispielsweise anstelle einer Generator/Gleichrichter-Kombination 104 undauch anstelle von Invertern 106 ein Generator zur Erzeugungeines Gleichstroms verwendet wird.Regarding 1 First, a systematic block diagram of an exemplary power generation and energy storage system 100 for hybrid off-highway vehicles suitable for use in accordance with an embodiment of the invention. As in 1 seeing a diesel engine is driving 102 a prime mover power source 104 (eg a (AC voltage) generator / rectifier combination). Preferably, the prime mover power source provides 104 DC power to a power converter (eg an inverter) 106 , a traction engine 108 Three-phase alternating current provides. However, it is clear that in 1 illustrated system 100 may be modified to operate with DC traction motors. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that the system 100 could be further simplified by, for example, instead of a generator / rectifier combination 104 and also in place of inverters 106 a generator is used to generate a direct current.
    [0019] Ineinem möglichenAusführungsbeispiel sindmehrere Traktionsmotoren (z.B. einer pro Achsen- oder Laufrad-Satz)vorhanden, wobei jeder Achsen/Laufrad-Satz an mehrere Räder desstraßenunabhängigen Fahrzeugsgekuppelt ist. Mit anderen Worten, jeder Traktionsmotor 108 kanneine drehbare Welle aufweisen, die an die zugehörige Achse gekuppelt wird,um Traktionsleistung auf die Laufräder zu übertragen. Auf diese Weiseversorgt jeder OHV-Traktionsmotor 108 ein oder mehrerezugeordnete OHV-Räder 110 mitder erforderlichen antreibenden Kraft, um eine Bewegung des straßenunabhängigen Fahrzeugszu bewirken. Zu solchen straßenunabhängigen Fahrzeugenkönnenbeispielsweise großeBagger, Ausschachtungskippfahrzeuge und dergleichen zählen. Fernerkönnenderartige große Ausschachtungskippfahrzeugebeispielsweise mit Elektromotoren ausgerüstete Laufräder verwenden, wie das mitWechselstrom angetriebene Laufrad GEB23TM,das das Antriebssystem GE150ACTM verwendet(die beide von dem Inhaber der vorliegenden Erfindung bezogen werdenkönnen).In one possible embodiment, multiple traction motors (eg, one per axle or impeller set) are provided, with each axle / impeller set being coupled to a plurality of wheels of the off-highway vehicle. In other words, every traction engine 108 may comprise a rotatable shaft which is coupled to the associated axle to transmit traction power to the wheels. In this way, each OHV traction motor provides 108 one or more associated OHV wheels 110 with the necessary driving force to effect movement of the off-highway vehicle. Such off-highway vehicles may include, for example, large excavators, excavation dump trucks, and the like. Further, such large Ausschachtungskippfahrzeuge for example, equipped with electric motors impellers may be used as the driven with AC impeller GEB23 TM, the drive system used GE150AC TM (both of which are available from the assignee of the present invention).
    [0020] Wenndie Traktionsmotoren 108 in einem dynamischen Bremsmodusbetrieben werden, wird zumindest ein Teil der erzeugten elektrischenLeistung, wie weiter oben beschrieben, an ein Energiespeichermedium 112 verzweigt.In dem Maße,in dem das Energiespeichermedium 112 nicht in der Lageist, die gesamte dynamische Bremsenergie aufzunehmen und/oder zuspeichern, kann die überschüssige Energiean Bremsnetze 114 verzweigt werden, um als Wärmeenergieabgeführtzu werden. Darüberhinaus kann die (auch als überschüssige Primärantriebselektroenergiebezeichnete) überschüssige Kapazität während Perioden,in denen die Kraftmaschine 102 so betrieben wird, dasssie den Traktionsmotoren 108 mehr Strom zur Verfügung stellt,als fürderen Antrieb erforderlich ist, optional in dem Energiespeichermedium 112 gespeichertwerden. Auf diese Weise ist es möglich,das Energiespeichermedium 112 auch zu Zeiten elektrischaufzuladen, in denen die Traktionsmotoren 108 nicht indem dynamischen Bremsmodus betrieben werden. Dieser Aspekt einer "Überschusskapazität" des Systems 100 wirdin 1 durch eine gestrichelteLinie 116 veranschaulicht.When the traction motors 108 operated in a dynamic braking mode, at least part of the electrical power generated, as described above, to an energy storage medium 112 branched. To the extent that the energy storage medium 112 unable to absorb and / or store the entire dynamic braking energy, the excess energy to brake networks 114 be branched to be dissipated as heat energy. In addition, the excess capacity (also referred to as excess primary engine electrical energy) during periods in which the engine is running 102 so that it operates the traction engines 108 provides more power than is required for its drive, optionally in the energy storage medium 112 get saved. In this way it is possible to use the energy storage medium 112 also to charge at times electrically, in which the traction motors 108 not be operated in the dynamic braking mode. This aspect of a "surplus capacity" of the system 100 is in 1 by a dashed line 116 illustrated.
    [0021] DasEnergiespeichermedium 112 nach 1 kann mindestens eines der nachfolgenden Speicher-Subsystemezum Speichern der während desdynamischen Bremsmodus erzeugten elektrischen Energie enthalten:ein Akkumulator-Subsystem, ein Schwungrad-Subsystem oder ein Hochleistungskondensator-Subsystem. Allerdingskommen auch andere Speicher-Subsysteme in Betracht. Darüber hinauskönnendiese Speicher-Subsysteme voneinander unabhängig oder in Kombination eingesetztwerden. Wenn die Speicher-Subsysteme in Kombination verwendet werden,lassen sich synergetische Vorteile nutzen, die durch den Einsatzeines einzelnen Energiespeicher-Subsystems nicht gegeben sind. EinSchwungrad-Subsystem speichert die Energie beispielsweise typischerweiseverhältnismäßig rasch,ist allerdings möglicherweisehinsichtlich seiner Gesamtkapazität der Energiespeicherung ziemlichbeschränkt.Bei einem Akkumulator-Subsystem erfolgt die Energiespeicherung zwarin der Regel verhältnismäßig langsam,kann jedoch geeignet konstruiert sein, um eine relativ große Gesamtspeicherkapazität bereitzustellen.Es kann daher ein Schwungrad-Subsystem mit einem Akkumulator-Subsystemkombiniert werden, wobei das Schwungrad-Subsystem die dynamische Bremsenergieauffängt,die sich durch das Akkumulator-Subsystem zeitlich nicht auffangenlässt.Die auf diese Weise in dem Schwungrad-Subsystem gespeicherte Energiekann darauf verwendet werden, um den Akku mulator zu laden. Dementsprechendwerden die Gesamtkapazitätenfür dasAuffangen und Speichern vorzugsweise über die Grenzen eines jeweilsfür sich betriebenenSchwungrad-Subsystems oder Akkumulator-Subsystems erweitert. SolcheSynergien könnenferner ausgedehnt werden auf Kombinationen anderer Speicher-Subsysteme,beispielsweise einen in Kombination mit einem Hochleistungskondensator verwendetenAkkumulator, wobei der Hochleistungskondensator die Anforderungeneines Spitzenbedarfs bedient.The energy storage medium 112 to 1 may include at least one of the subsequent memory subsystems for storing the electrical energy generated during the dynamic braking mode: an accumulator subsystem, a flywheel subsystem, or a high performance capacitor subsystem. However, other memory subsystems come into consideration. In addition, these memory subsystems can be used independently or in combination. When the memory subsystems are used in combination, synergistic advantages that are not provided by the use of a single energy storage subsystem can be exploited. For example, a flywheel subsystem typically stores the energy relatively quickly, but may be quite limited in its overall energy storage capacity. While energy storage is typically relatively slow in an accumulator subsystem, it may be designed to provide a relatively large total storage capacity. Therefore, a flywheel subsystem may be combined with an accumulator subsystem, with the flywheel subsystem absorbing the dynamic braking energy that can not be timed by the accumulator subsystem. The energy stored in this way in the flywheel subsystem can be used to charge the battery mulator. Accordingly, the overall capture and storage capacities are preferably extended beyond the limits of a dedicated flywheel subsystem or accumulator subsystem. Such synergies can be further extended to combinations of other memory subsystems, such as an accumulator used in combination with a high power capacitor, where the high power capacitor meets the needs of peak demand.
    [0022] DasSystem 100 weist zusätzlichein Energieverwaltungssystem 118 auf, das dazu dient, die Speicherungund Wiedergewinnung von Energie zu steuern. Wie veranschaulicht,ist das Energieverwaltungssystem 118 konfiguriert, um Datenvon dem Energiespeichermedium 112 und der Kraftmaschine 102 (undoptional von Traktionsmotoren 108) entgegenzunehmen. Indem Energieverwaltungssystem 118 können enthalten sein: ein (nichtgezeigter) Datenprozessor, eine (nicht gezeigte) zugeordnete Datenbankund optional ein (nicht gezeigtes) Positionsbestimmungssystem, beispielsweiseein Empfänger für ein satellitengestütztes globalesPositionsbestimmungssystem (GPS). Auf der Grundlage derartiger Eingabedatengibt das Energieverwaltungssystem 118 ferner geeigneteSteuerbefehle aus, um den zu dem Energiespeichermedium 112 strömenden und vondiesem abfließenden,sowie zu den Invertern 106 und den Bremsnetzen 114 strömenden Energiefluss zusteuern/regeln.The system 100 additionally has an energy management system 118 which serves to control the storage and recovery of energy. As illustrated, the power management system is 118 configured to receive data from the energy storage medium 112 and the engine 102 (and optional traction motors 108 ). In the power management system 118 may include: a data processor (not shown), an associated database (not shown), and optionally a positioning system (not shown), such as a satellite global positioning system (GPS) receiver. Based on such input data, there is the power management system 118 Furthermore, suitable control commands to the to the energy storage medium 112 flowing and flowing from this, as well as to the inverters 106 and the braking nets 114 control / regulate flowing energy flow.
    [0023] Wiezuvor erörtert,stellen die Abmessungen und das Gewicht einer OHV-Kraftmaschineund der zugehörigenAufhängungssystemeeinen bedeutenden Faktor fürdie Gesamtkosten und die Wartung des straßenunabhängigen Fahrzeugs dar. In nach demStand der Technik konstruierten Systemen, weisen die OHV-Kraftmaschinen,abhängigvon der jeweiligen Lastkapazitätdes Fahrzeugs, gewöhnlich diskreteGrößen auf.So kann ein 360-Tonnen-Lastfahrzeug beispielsweise mit einer 3500-Pferdestärken-(PS)-Kraftmaschineausgestattet sein, wohingegen ein 300-Tonnen-Lastfahrzeug eine kleinere Kraftmaschinemit 2700 PS verwenden könnte.Da eine 2700-PS-Kraftmaschine und ihre zugeordneten peripheren Einrichtungenerheblich leichter, kleiner und kostengünstiger sind (und möglicherweiseaufgrund der größeren Massenproduktionaußerdem eineerheblich geringere Ausfallrate aufweisen) als die entsprechendeKraftmaschine mit 3500 PS, wäre esvon Vorteil, wenn die kleinere Kraftmaschine in dem schwereren 360-Tonnen-Fahrzeugeingesetzt werden könnte.Aspreviously discussed,represent the dimensions and weight of an OHV engineand the associatedsuspension systemsa significant factor forthe total cost and the maintenance of the off-road vehicle. In after theState of the art engineered systems, have the OHV engines,dependentfrom the respective load capacityof the vehicle, usually discreteSizes up.For example, a 360-tonne truck can use a 3500 horsepower (HP) enginewhereas a 300 ton truck has a smaller enginecould use with 2700 hp.As a 2700-horsepower engine and its associated peripheral facilitiesare considerably lighter, smaller and cheaper (and possiblydue to the larger mass productionalso onehave significantly lower failure rate) than the correspondingPower machine with 3500 hp, it would bebeneficial when the smaller engine in the heavier 360-ton vehiclecould be used.
    [0024] Dementsprechendist gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung ein wie oben veranschaulichtes Hybridenergiesystemfür straßenunabhängige Fahrzeugeoffenbart, bei dem die Kraftmaschine 102 mit einer erstenLeistungskapazitätdimensioniert ist, währendsowohl der (die) Inverter 106 als auch der (die) Traktionsmotor(en) 108 miteiner zweiten Leistungskapazitätdimensioniert sind, wobei die zweite Leistungskapazität die ersteLeistungskapazität übersteigt.Auf diese Weise kann beispielsweise in einem hybriden 360-Tonnen-Fahrzeug einekleinere, Kraftmaschine mit 2700 PS eingesetzt werden, um elektrischePrimärleistungfür den(die) Inverter und den (die) Traktionsmotor(en) vorzusehen, diein einem Antriebsbetriebsmodus mit einer höheren Kapazität von 3500PS bemessen sind. Darüberhinaus könnenin einem dynamischen Bremsmodus der (die) Inverter und der (die)Traktionsmotor(en) sogar mit einem noch höheren wert (z.B. 5000 PS) bemessensein. Jeder eventuelle Fehlmenge wird in diesem Falle durch dasOHV-Energiespeichermediumausgeglichen, das mit einer dritten Leistungskapazität bemessenist, die ausreicht, um die zusätzlichen800 PS füreine Zeitdauer hohen Bedarfs bereitzustellen. Das (die) spezielle(n)Speichergerät(e)des Energiespeichermediums 112 werden während eines dynamischen Bremsvorgangssowie währendeines Betriebes schwachen Antriebs oder Leerlaufs aufgeladen.Accordingly, according to one embodiment of the invention, there is disclosed a hybrid energy system for off-highway vehicles, as illustrated above, in which the engine 102 with a first power capacity while both the inverter (s) 106 as well as the traction motor (s) 108 with a second power capacity, the second power capacity exceeding the first power capacity. In this way, for example, in a hybrid 360-ton vehicle, a smaller, 2700-horsepower engine can be used to provide primary electrical power to the inverter (s) and traction motor (s) sized in a higher power drive operating mode of 3500 horsepower. In addition, in a dynamic braking mode, the inverter (s) and traction motor (s) may even be rated even higher (eg 5000 hp). Any missing amount in this case is compensated by the OHV energy storage medium sized with a third power capacity sufficient to provide the additional 800 HP for a high demand period. The special storage device (s) of the energy storage medium 112 are charged during a dynamic braking operation as well as during operation of weak drive or idling.
    [0025] DerGrad, bis zu dem die zweite Leistungskapazität der Inverter-/Traktionsmotorendie erste Leistungskapazitätder Kraftmaschine übersteigt, kannin Abhängigkeitvon der in Frage kommenden OHV-Anwendung stark variieren. Im Fallevon OHV-Anwendungen mit Topographien, die bedeutende Gefälle aufweisen,ist es möglich,die PS-Zahl der Kraftmaschine relativ zu der Inverter-/Traktionsmotorleistungskapazität sogarweiter zu reduzieren, und dies möglicherweisebis zu dem Punkt einer völligen Eliminierungder Kraftmaschine. In Anwendungen mit solchen extremen Gefälle-Anwendungenkann das Energiespeichermedium bemessen sein, um die volle Nenn-PS-Leistunghervorzubringen, die fürdie verhältnismäßig kurzenZeitspannen erforderlich ist, wenn ein unbeladenes straßenunabhängiges Fahrzeugwieder bergauf fährtoder flache Steigungen überwindet.Of theDegree, up to which the second power capacity of the inverter / traction motorsthe first power capacitycan exceed the enginedependent onvary widely from the applicable OHV application. In the event ofOHV applications with topographies that have significant slopes,Is it possible,the horsepower of the engine even relative to the inverter / traction engine power capacitycontinue to reduce, and possiblyto the point of total eliminationthe engine. In applications with such extreme gradient applicationsThe energy storage medium can be sized to the full rated horsepowerto bring forth forthe relatively short onePeriods is required when an unladen off-road vehicleback uphillor overcoming flat slopes.
    [0026] 2 veranschaulicht in einemFlussdiagramm ein Verfahren 200 zum Betrieb eines Hybridenergiesystemszum Antrieb eines straßenunabhängigen Fahrzeugsgemäß einemweiteren As pekt der Erfindung; Wie in Block 202 gezeigt,wird (beispielsweise durch das Energieverwaltungssystem 118)ein Traktionseingabebefehl empfangen. Dieser Befehl kann beispielsweisedurch ein von einem Anwender an ein Beschleunigungspedal des straßenunabhängigen Fahrzeugsausgegebenes Eingabesignal repräsentiertsein. Basierend auf dem Eingabesignal des Anwenders, ist das System 100 inder Lage, den an den (die) Inverter 106 und den (die) Traktionsmotor(en) 108 gestelltenLeistungsbedarf, wie in Block 204 gezeigt, zu ermitteln.Falls dieser Traktionsleistungsbedarf gemäß der Ermittlung in Entscheidungsblock 206 dieKapazitätder Kraftmaschine 102 übersteigt,wird das Energiespeichermedium 112, wie in Block 208 gezeigt,die restliche benötigteEnergie an den (die) Inverter und Traktionsmotor(en) liefern. Andernfallsliefert die Kraftmaschine 102, wie in Block 210 gezeigt,die gesamte Energie, die benötigtwird, um die Traktionsleistung hervorzubringen. 2 illustrates in a flow chart a method 200 for operating a hybrid power system for driving a off-highway vehicle according to another aspect of the invention; As in block 202 is shown (for example, by the power management system 118 ) receive a traction input command. This command may be represented, for example, by an input signal output by a user to an accelerator pedal of the off-line vehicle. Based on the input signal of the user, the system is 100 able to connect to the inverter (s) 106 and the traction motor (s) 108 demanded power, as in block 204 shown to be determined. If this traction power demand as determined in decision block 206 the capacity of the engine 102 exceeds, becomes the energy storage medium 112 as in block 208 shown to provide the remaining energy needed to the inverter (s) and traction motor (s). Otherwise, the engine delivers 102 as in block 210 shown all the energy needed to produce the traction power.
    [0027] Alternativkönntedas Verfahren 200 in einer Weise durchgeführt werden,dass unabhängigvon dem durch die Inverter und Traktionsmotoren geforderten Leistungsbedarflediglich ein Teil dieser Energie von der Kraftmaschine abverlangtwird, während derrestliche Teil von dem Energiespeichermedium abgezogen wird. Inbeiden Fällenermöglichtdieser Ansatz ein Konfigurieren des straßenunabhängigen Fahrzeugs mit einerkleineren Kraftmaschine.Alternatively, the process could 200 be performed in such a way that regardless of the demanded by the inverter and traction motors power demand only a part of this energy is demanded by the engine, while the remaining part is subtracted from the energy storage medium. In both cases, this approach allows configuring the off-highway vehicle with a smaller engine.
    [0028] Wieebenfalls zuvor erwähnt,leiten herkömmlichestraßenunabhängige Fahrzeugedie währendeines dynamischen Abbremsens entstehende Energie in der Regel inWiderstandsnetze ab. Beispielsweise können hierfür 4 bis 5 parallele Widerstandsnetzelementeeingesetzt werden, um die erzeugte Bremsenergie abzuführen, wobeijedes dieser parallel geschalteten Elemente gewöhnlich eine Leistung von etwa1000 PS abführt.Dementsprechend ist gemäß noch einemweiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung das hybride OHV-Systemferner so konstruiert, dass ohne jede Leistungverschlechterung einoder mehrere dieser Widerstandsnetzelemente 114 "eliminiert" werden können. Ineinem Ausführungsbeispielsetzt eine Reduzierung um ein einzelnes Netzelement voraus, dassdas Energiespeichermedium 112 eine entsprechende erhöhte Speicherkapazität für die maximalendynamischen Bremsvorgängeaufweist.As also noted above, conventional off-highway vehicles typically derive the energy generated during dynamic braking in resistive networks. For example, 4 to 5 parallel resistance network elements can be used to dissipate the generated braking energy, with each of these elements connected in parallel usually dissipating a power of about 1000 hp. Accordingly, in yet another aspect of the present invention, the hybrid OHV system is further constructed such that without any performance degradation, one or more of these resistor network elements 114 can be "eliminated". In one embodiment, a reduction by a single network element requires that the energy storage medium 112 has a corresponding increased storage capacity for the maximum dynamic braking.
    [0029] Mitanderen Worten, obwohl die Inverter und Traktionsmotoren für die maximaledynamische Bremslast des straßenunabhängigen Fahrzeugsbemessen sind, sind die Bremsnetzelemente 114 (beispielsweisedurch die Verwendung kleinerer Elemente oder durch ein Weglasseneines oder mehrerer Elemente) bewusst mit einer niedrigeren Gesamtbremsleistungbemessen. Das Defizit des sich ergebenden Energieabfuhrvermögens wirdin diesem Falle durch ein Erhöhender Energiespeicherkapazität desSpeichermediums 112 ausgeglichen, wobei eine die Netzelementkapazität übersteigendedynamische Bremsenergie in dem Speichermedium 112 gespeichertwird. Die in dem Speichermedium 112 gespeicherte Energiekönntedann in Perioden des Antriebs oder sogar während leichteren Abbremsensabgeführtwerden.In other words, although the inverters and traction motors are sized for the maximum dynamic braking load of the off-highway vehicle, the braking network elements are 114 (for example, by using smaller elements or by omitting one or more elements) deliberately dimensioned with a lower total braking power. The deficit of the resulting energy removal capability in this case is increased by increasing the energy storage capacity of the storage medium 112 balanced, wherein the net element capacity exceeding dynamic braking energy in the storage medium 112 is stored. The in the storage medium 112 stored energy could then be dissipated in periods of drive or even during easier deceleration.
    [0030] NunBezug nehmend auf 3 istein schematisches Blockdiagramm 300 noch eines Ausführungsbeispielsdes Ener gieerzeugungs- und Energiespeicherungssystems nach 1 gezeigt, das speziellan eine fahrleitungsgebundene Anwendung angepasst ist. Im Gegensatzzu dem Ausführungsbeispielnach 1, weist das fahrleitungsgebundeneHybridsystem 300 als primäre Traktionsleistungsquelleeine Fahrleitungsspannungsquelle 302 auf, die in Form einerelektrischen Oberleitung vorhanden sein kann, über die das fahrleitungsgebundeneFahrzeug entlang eines vorgegebenen Weges während der Bewegung in ständigem Kontaktbleibt. Allerdings ist die Kraftmaschine 102 (z.B. einDieselmotor) immer noch in dem System vorhanden, um als Reservefür denFall zu dienen, dass der unmittelbare Kontakt zu der Fahrleitungverloren geht oder der Fahrleitungsstrom unterbrochen ist.Now referring to 3 is a schematic block diagram 300 Yet another embodiment of the energy generating and energy storage system according to 1 shown specially adapted to a tethered application. In contrast to the embodiment according to 1 , indicates the hybrid system linked by a tether 300 as a primary traction power source, a catenary voltage source 302 on, which may be in the form of an electrical overhead line, via which the overhead line vehicle along a predetermined path during the movement remains in constant contact. However, the engine is 102 (eg, a diesel engine) is still present in the system to serve as a backup in the event that direct contact with the overhead line is lost or the catenary power is interrupted.
    [0031] Beieinem straßenunabhängigen fahrleitungsgebundenenFahrzeugsystem nach dem Stand der Technik wird die Leistung für die Traktionin einem normalen Betriebsmodus zur Gänze über die Fahrleitung geliefert,währenddie Kraftmaschine nicht für eineBereitstellung von Traktionsleistung aktiviert ist. Falls allerdingsder Fahrleitungsstrom, wie oben erwähnt, unterbrochen ist, wirddie Kraftmaschine aktiviert, um die gesamte Traktionsleistung bereitzustellen.Darüberhinaus kann die durch die Traktionsmotoren und die Inverter während einesdynamischen Abbremsens erzeugte Energie über die Bremsnetze abgeführt werden,oder die Leistung kann, falls die Fahrleitung "aufnahmefähig" ist, in gewissen Ausprägungen indie Fahrleitung zurückgesandtwerden. Auf jeden Fall wird die Kraftmaschine 102 nachdem Stand der Technik füreine volle Nennleistung entsprechend der Bemessung der Inverterund Traktionsmotoren ausgewählt.In a prior art off-highway vehicle line system, the power for traction in a normal mode of operation is provided entirely over the catenary while the engine is not activated for providing traction power. However, if the catenary flow is interrupted as mentioned above, the engine is activated to provide the total traction power. In addition, the energy generated by the traction motors and the inverters during a dynamic deceleration can be dissipated via the brake nets or, if the catenary is "receptive", the power can be returned to the catenary in certain forms. In any case, the engine 102 selected according to the state of the art for a full rated power according to the design of the inverter and traction motors.
    [0032] Daherist gemäß noch einemweiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Hybridenergiesystemfür Fahrleitungsanwendungenoffenbart, bei dem die Kraftmaschine 102 mit einer erstenLeistungskapazitätbemessen ist, währendsowohl der (die) Inverter 106 und der (die) Traktionsmotor(en) 108 miteiner zweiten Leistungskapazitätdimensioniert sind, wobei die zweite Leistungskapazität die ersteLeistungskapazität übersteigt.In einem normalen Betriebsmodus wird die an den (die) Inverter 106 undTraktionsmotor(en) 108 gestellte Traktionsleistung durchdie Fahrleitungsspannungsquelle 302 über eine Fahrleitung 304 geliefert.Falls die Fahrleitungsspannungsquelle 302 oder die Verbindungzu der Fahrleitung 304 vorübergehend nicht verfügbar ist,stellt die Kraftmaschine 102 Traktionsleistung zur Verfügung. Fallsder Bedarf die Kapazitätder Kraftmaschine übersteigt,stellt das Energiespeichermedium 112, ähnlich wie in dem Ausführungsbeispieleines straßenunabhängigen Fahrzeugsnach 1, die fehlendeEnergie zur Verfügung.Therefore, according to yet another aspect of the present invention, a hybrid power system for catenary applications is disclosed in which the engine 102 is dimensioned with a first power capacity while both the inverter (s) 106 and the traction motor (s) 108 with a second power capacity, the second power capacity exceeding the first power capacity. In a normal operating mode, the inverter will turn on 106 and traction motor (s) 108 Asked traction power through the catenary voltage source 302 via a catenary 304 delivered. If the catenary voltage source 302 or the connection to the overhead line 304 temporarily unavailable, puts the engine 102 Traction performance available. If the demand exceeds the capacity of the engine, the energy storage medium provides 112 , similar to the embodiment of a off-highway vehicle 1 that lack of energy available.
    [0033] Eskann ferner eine Situation auftreten, in der die auf der Streckeangebotene Fahrleitungsleistung für den Bedarf der Traktionsmotorennicht ausreicht. Dies könntebeispielsweise bei einer "schwachen" Fahrleitung auftreten,bei der sich der Ort des kontaktierten Abschnitts der Fahrleitung 304 verhältnismäßig weitentfernt von dem Standort der Fahrleitungsspannungsquelle 302 befindet.In einer derartigen Situation kann das Energiespeichermedium 112 eingesetztwerden, um ergänzendeEnergie bereitzustellen, um den entsprechenden Leistungsbedarf der Traktionzu decken. Dementsprechend ist das Energiespeichermedium mit einerdritten Leistungskapazitätbemessen, die ausreicht, um jede Differenz zwischen der verfügbaren Fahrleitungsleistungund der zweiten Leistungskapazitätdes (der) Inverter(s) 106 und des (der) Traktionsmotors/(Traktionsmotoren) 108 zukompensieren.There may also be a situation in which the catenary power offered on the line is insufficient to meet the needs of traction motors. This could occur, for example, in a "weak" overhead line, in which the location of the contacted section of the overhead line 304 relatively far from the location of the catenary voltage source 302 located. In such a situation, the energy storage medium 112 used to provide supplemental energy to meet the corresponding power requirements of traction. Accordingly, the energy storage medium is sized with a third power capacity sufficient to compensate for any difference between the available catenary power and the second power capacity of the inverter (s). 106 and the traction motor (s) (traction motors) 108 to compensate.
    [0034] Darüber hinaussieht das fahrleitungsgebundene Hybridsystem 300 noch eineweitere Möglichkeitvor, um dynamische Bremsenergie abzuführen. Wie zuvor erwähnt, kanndie durch den (die) Traktionsmotor(en) 108 erzeugte dynamischeBremsenergie in die Fahrleitung 304 zurückgeleitet werden, falls dieLeitung aufnahmefähigist. Demgemäß veranschaulicht 3 ferner ein schematischesAnbinden der dynamischen Bremsenergie an die Fahrleitung 304,wie sie durch das Energieverwaltungssystem 118 geregelt/gesteuertwird. Falls die Aufnahmefähigkeitder Fahrleitung zur Aufnahme der dynamischen Bremsenergie nichtausreicht, kann die Energie ganz oder teilweise in dem Energiespeichermedium 112 gespeichertwerden und/oder durch die Widerstandsbremsnetze 114 abgeleitetwerden. Dementsprechend sind sowohl das Energiespeichermedium 112 alsauch die Widerstandsbremsnetze 114 mit Rücksichtauf diese Aufnahmefähigkeitdimensioniert.In addition, sees the hybrid cable system hybrid 300 yet another way to dissipate dynamic braking energy. As mentioned before, the traction motor (s) can 108 generated dynamic braking energy in the catenary 304 be returned if the line is receptive. Accordingly illustrated 3 Furthermore, a schematic connection of the dynamic braking energy to the contact line 304 as determined by the power management system 118 is regulated / controlled. If the absorption capacity of the catenary is insufficient to absorb the dynamic braking energy, the energy can be wholly or partly in the energy storage medium 112 are stored and / or by the resistance braking networks 114 be derived. Accordingly, both the energy storage medium 112 as well as the resistance braking networks 114 dimensioned with regard to this capacity.
    [0035] Zuletztveranschaulicht 4 ineinem Flussdiagramm ein Verfahren 400 zum Betreiben einesfahrleitungsgebundenen Hybridenergiesystems gemäß einem weiteren Aspekt derErfindung. Das Verfahren 400 beginnt mit einer Abfragein Entscheidungsblock 402, in dem ermittelt wird, ob Leistung vonder Fahrleitung verfügbarist. Ist dies der Fall, bleibt die Kraftmaschine 102, wiein Block 404 gezeigt, deaktiviert.Last illustrated 4 in a flow chart, a procedure 400 for operating a hybrid electric hybrid power system according to another aspect of the invention. The procedure 400 starts with a query in decision block 402 which determines if power is available from the catenary. If this is the case, the engine remains 102 as in block 404 shown disabled.
    [0036] Fallsallerdings die Fahrleitungsleistung nicht verfügbar ist (beispielsweise ausden oben als Beispiel genannten Gründen), fährt das Verfahren 400 mitEntscheidungsblock 406 fort, um zu ermitteln, ob die angeforderteTraktionsleistung die Kapazitätdes Energiespeichermediums 112 übersteigt. Falls das fahrleitungsgebundenestraßenunabhängige Fahrzeugbeispielsweise an Unterbrechungen der Fahrleitung vorbeibewegt und/oderin einer Werkstatt manövriertwerden soll, ist das Energiespeichermedium (z.B. ein Akkumulator)möglicherweisein der Lage, den Traktionsleistungsbedarf allein aufzubringen, undein Starten der Kraftmaschine daher nicht erforderlich. Falls diesder Fall ist, fährtdas Verfahren mit Block 408 fort, wobei das Energiespeichermedium 112 denInvertern/Traktionsmotoren die gesamte Leistung zuführt.However, if the catenary power is not available (for example, for the reasons given above as an example), the method continues 400 with decision block 406 to determine if the requested traction power is the capacity of the energy storage medium 112 exceeds. For example, if the tethered off-highway vehicle is to be moved past maneuver line breaks and / or maneuvered in a workshop, the energy storage medium (eg, accumulator) may be able to provide the traction power demand alone, thus not requiring starting the engine. If so, the method continues with block 408 fort, wherein the energy storage medium 112 supplies the entire power to the inverters / traction motors.
    [0037] Fallsandererseits der Leistungsbedarf die Kapazität des Energiespeichermediums 112 übersteigt,wird die Kraftmaschine 102, wie in Block 410 gezeigt,aktiviert. Anschließendfährt dasVerfahren 400 unabhängigdavon, ob die Fahrleitung verfügbar oderdie Kraftmaschine aktiviert ist, mit Entscheidungsblock 412 fort,wo ermittelt wird, ob die angeforderte Traktionsleistung die Kapazität der einsetzbarenQuelle (d. h. entweder der Fahrleitung oder der Kraftmaschine) übersteigt.In einem normalen Betriebsmodus wird bei dieser Abfrage im Wesentlichen ermittelt,ob der Fahrwagen sich in einem "schwachen" Abschnitt der Fahrleitungbefindet, in dem diese nicht in der Lage ist, die volle Traktionsleistungzur Verfügungzu stellen. In dem Falle, in dem die Kraftmaschine verwendet wird,ermittelt diese Abfrage, ob die angeforderte Leistung die ersteLeistungskapazitätder Kraftmaschine über steigt(die auch in diesem Falle geringer ist als die zweite Kapazität der Inverter undder Elektromotoren).On the other hand, if the power requirement is the capacity of the energy storage medium 112 exceeds, the engine becomes 102 as in block 410 shown, activated. Then the procedure continues 400 regardless of whether the catenary is available or the engine is activated, with decision block 412 determining where the requested traction power exceeds the capacity of the deployable source (ie, either the catenary or the engine). In a normal mode of operation, this query essentially determines whether the truck is in a "weak" section of the overhead line where it is unable to provide full traction. In the case where the engine is used, this query determines whether the requested power exceeds the first power capacity of the engine (which is also less than the second capacity of the inverters and the electric motors in this case).
    [0038] Fallsder Bedarf die Kapazität übersteigt, fährt dasVerfahren unabhängigvon der gerade verwendeten Energiequelle mit Block 414 fort,in dem das Energiespeichermedium 112 die fehlende Energieden Invertern/Traktionsmotoren zur Verfügung stellt. Andernfalls übernimmtdie einsetzbare Energiequelle (nämlichentweder die Fahrleitungsspannungsquelle 302 oder die Kraftmaschine 102),wie in Block 416 wiedergegeben, den Leistungsbedarf. Wie imFalle des OHV-Ausführungsbeispielskönntedas Energieverwaltungssystem 118 alternativ so programmiertsein, dass das Energiespeichermedium 112 in jedem Fallzumindest einen Teil der angeforderten Traktionsleistung aufbringt.Diese Vorgehensweise ermöglichtdaher eine kleinere Dimensionierung von Komponenten, um die Nutzlastkapazität zu steigern.If the demand exceeds capacity, the process goes to block regardless of the power source being used 414 in which the energy storage medium 112 providing the missing energy to the inverters / traction motors. Otherwise, the usable energy source (namely either the catenary voltage source 302 or the engine 102 ), as in block 416 reproduced the power requirement. As in the case of the OHV embodiment, the power management system could 118 alternatively be programmed so that the energy storage medium 112 in any case applies at least part of the requested traction power. This approach therefore allows smaller sizing of components to increase payload capacity.
    [0039] EinHybridenergiesystem zum Antreiben eines straßenunabhängigen Fahrzeugs umfasst eine Kraftmaschine 102 miteiner ersten Leistungskapazitätund einen Leistungswandler 106, der von der Kraftmaschine 102 angetriebenwird, um elektrische Primärleistungbereitzustellen. Ein Traktionsantriebs-108-System nimmt dieelektrische Primärleistungentgegen, wobei das Traktionsantriebs-108-System das straßenunabhängige Fahrzeugin Abhängigkeitvon der elektrischen Primärleistungantreibt, und wobei das Traktionsantriebs-108-System fernereinen dynamischen Bremsbetriebsmodus aufweist. Ein Energiespeichermedium 112 nimmtelektrische Energie auf, die durch das Traktionsantriebs-108-Systemin dem dynamischen Bremsbe triebsmodus erzeugt wird, wobei das Energiespeichermedium 112 einenTeil der aufgefangenen Energie an das Traktionsantriebs-108-System überträgt, um dieelektrische Primärleistungzu erhöhen,wobei das Traktionsantriebs-108-System mit einer zweitenLeistungskapazitätbemessen ist, die die erste Leistungskapazität übersteigt.A hybrid power system for driving a off-highway vehicle includes an engine 102 with a first power capacity and a power converter 106 from the engine 102 is driven to provide primary electrical power. A traction drive 108 System counteracts the primary electric power, the traction drive 108 System drives the off-highway vehicle in response to the primary electric power, and wherein the traction drive 108 System further comprises a dynamic braking mode of operation. An energy storage medium 112 absorbs electrical energy generated by the traction drive 108 System is generated in the dynamic brake operating mode, wherein the energy storage medium 112 a part of the trapped energy to the traction drive 108 System to increase the primary electrical power, with the traction drive 108 -System is dimensioned with a second power capacity that exceeds the first power capacity.
    [0040] Während dieErfindung gemäß einembevorzugten (und weiteren) Ausführungsbeispiel(en)beschrieben wurde, ist es dem Fachmann klar, dass an deren Elementenvielfältige Änderungenvorgenommen werden können,und die Beispiele durch äquivalenteAusführungensubstituiert werden können, ohnedass der Schutzumfang der Erfindung berührt ist. Darüber hinauskönnenvielfältigeAbwandlungen vorgenommen werden, um eine besondere Situation oderein spezielles Material an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohnevon dem hauptsächlichen Gegenstandder Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist nicht beabsichtigt,die Erfindung auf das spezielle Ausführungsbeispiel zu beschränken, dasals die am besten geeignete Weise der Verwirklichung der Erfindungerachtet wird, vielmehr soll die Erfindung sämtliche Ausführungsbeispieleeinbeziehen, die in den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche fallen.While theInvention according to apreferred (and further) embodiment (s)It is clear to the person skilled in the art that the elements of which have been describedvarious changescan be madeand the examples by equivalentversionscan be substituted withoutthe scope of the invention is affected. FurthermorecandiverseModifications are made to a particular situation orto adapt a special material to the teaching of the invention, withoutfrom the main subjectto deviate from the invention. Accordingly, it is not intendedto limit the invention to the specific embodiment, theas the most suitable way of realizing the inventionis considered, but the invention is intended to all embodimentswhich fall within the scope of the appended claims.
    100100 Energieerzeugungs-und Energiespeicherungssystempower generationand energy storage system 102102 Dieselmotordiesel engine 104104 Primärantriebsenergiequelleoder GeneraPrimary source of motive poweror generator/Gleichrichtertor / rectifier 106106 Leistungswandleroder Inverterpower converteror inverter 108108 TraktionselektromotorTraction electric motor 110110 OHV-RäderOHV wheels 112112 EnergiespeichermediumEnergy storage medium 114114 Bremsnetzebrake networks 118118 EnergieverwaltungssystemPower Management System 200200 Verfahrenmethod 202202 Blockblock 204204 Blockblock 206206 Blockblock 208208 Blockblock 210210 Blockblock 300300 fahrleitungsgebundenesHybridsystemcatenary boundhybrid system 302302 FahrleitungsspannungsquelleCatenary voltage source 304304 Fahrleitungcatenary 400400 Verfahrenmethod 402402 Entscheidungsblockdecision block 404404 Blockblock 406406 Entscheidungsblockdecision block 408408 Blockblock 410410 Blockblock 412412 Entscheidungsblockdecision block 414414 Blockblock 416416 Blockblock
    权利要求:
    Claims (10)
    [1]
    Hybridenergiesystem zum Fortbewegen eines straßenunabhängigen Fahrzeugs,zu dem gehören: einKraftmaschine (102), wobei die Kraftmaschine (102)mit einer ersten Leistungskapazität bemessen ist; ein Leistungswandler(106), der dazu eingerichtet ist, von der Kraftmaschine(102) angetrieben zu werden, um elektrische Primärleistungzu erzeugen; ein Traktionsantriebs-(108)-System, dasdazu eingerichtet ist, elektrische Primärleistung aufzunehmen und dasstraßenunabhängige Fahrzeugin Abhängigkeitvon der elektrischen Primärleistungfortzubewegen, und wobei das Traktionsantriebs-(108)-System fernereinen dynamischen Bremsbetriebsmodus aufweist; und ein Energiespeichermedium(112), das konfiguriert ist, um elektrische Energie aufzunehmen,die durch das Traktionsantriebs-(108)-System in dem dynamischenBremsbetriebsmodus erzeugt wird, wobei das Energiespeichermedium(112) einen Teil der aufgenommenen Energie an das Traktionsantriebs(108)-System überträgt, um dieelektrische Primärleistungzu steigern; wobei das Traktionsantriebs-(108)-Systemmit einer zweiten Leistungskapazität bemessen ist, die die ersteLeistungskapazität übersteigt.Hybrid energy system for moving a non-road vehicle, including: an engine ( 102 ), wherein the engine ( 102 ) is dimensioned with a first power capacity; a power converter ( 106 ), which is adapted from the engine ( 102 ) to be driven to generate primary electric power; a traction drive ( 108 ) System configured to receive primary electric power and to move the off-highway vehicle in response to the primary electric power, and wherein the traction drive (10) 108 ) System further comprises a dynamic braking mode of operation; and an energy storage medium ( 112 ) configured to receive electrical energy generated by the traction drive (10). 108 ) System is generated in the dynamic braking mode of operation, wherein the energy storage medium ( 112 ) a part of the energy absorbed to the traction drive ( 108 ) System to increase the primary electric power; where the traction drive ( 108 ) System with a second power capacity exceeding the first power capacity.
    [2]
    Hybridenergiesystem nach Anspruch 1, bei dem diezweite Leistungskapazitäteiner Belastungskapazitätdes straßenunabhängigen Fahrzeugsentspricht.Hybrid power system according to claim 1, wherein thesecond power capacitya load capacityof the off-road vehicleequivalent.
    [3]
    Hybridenergiesystem nach Anspruch 2, bei dem derLeistungswandler (106) ebenfalls mit der zweiten Leistungskapazität bemessenist.Hybrid power system according to claim 2, wherein the power converter ( 106 ) is also sized with the second power capacity.
    [4]
    Verfahren (200) zum Betreiben eines Hybridenergiesystems,das konfiguriert ist, um ein straßenunabhängiges Fahrzeug anzutreiben,wobei zu dem Verfahren die Schritte gehören: Entgegennehmen einesTraktionseingabebefehl (202); Ermitteln, ob ein anein Traktionsantriebs-(108)-System des straßenunabhängigen Fahrzeugsgestellter resultierender Leistungsbedarf eine erste Leistungskapazität einerin dem Hybridenergiesystem enthaltenen Kraftmaschine (102) übersteigt,wobei die Kraftmaschine (102) dem Traktionsantriebs(108)-Systemelektrische Primärleistungzuführt(204); und falls der Leistungsbedarf die erste Leistungskapazität übersteigt,Ergänzender elektrischen Primärenergie mitaufgenommener elektrischer Energie, die in einem Energiespeichermedium(112) gespeichert ist (208).Procedure ( 200 ) for operating a hybrid power system configured to drive a off-highway vehicle, the method comprising the steps of: receiving a traction input command ( 202 ); Determine whether a traction drive ( 108 ) System of the off-line vehicle resulting power demand a first power capacity of an engine included in the hybrid power system ( 102 ), wherein the engine ( 102 ) the traction drive ( 108 ) System supplies primary electric power ( 204 ); and if the power requirement exceeds the first power capacity, supplementing the primary electric energy with absorbed electrical energy stored in an energy storage medium ( 112 ) is stored ( 208 ).
    [5]
    Verfahren (200) nach Anspruch 4, bei demdie aufgenommene elektrische Energie, die in dem Energiespeichermedium(112) gespeichert ist, entweder durch das Traktionsantriebs(108)-Systemwährend einesdynamischen Bremsbetriebsmodus und/oder durch die Kraftmaschine(102) erzeugt wird.Procedure ( 200 ) according to claim 4, wherein the absorbed electrical energy stored in the energy storage medium ( 112 ) either by the traction drive (108) system during a dynamic braking mode of operation and / or by the engine (FIG. 102 ) is produced.
    [6]
    Hybridenergiesystem zum Fortbewegen eines Fahrzeugs,das sowohl durch eine externe elektrische Spannungsquelle als aucheine an Bord befindliche Kraftmaschine betrieben wird, zu dem gehören: eineexterne elektrische Spannungsquelle (302); eine Verbindung,die dazu eingerichtet ist, die die externe elektrische Energiequellean ein Traktionsantriebssystem zu koppeln; wobei das besagteTraktionsantriebssystem dazu eingerichtet ist, das Fahrzeug in Abhängigkeitvon der elektrischen Primärenergieanzutreiben, und wobei das Traktionsantriebssystem ferner einendynamischen Bremsbetriebsmodus aufweist; eine an Bord des Fahrzeugsbefindliche Kraftmaschine (102), wobei diese Kraftmaschinemit einer ersten Leistungskapazität bemessen ist; ein Leistungswandler(106), der dazu eingerichtet ist, durch die Kraftmaschine(102) angetrieben zu werden, wobei der Leistungswandler(106) dazu dient, das Traktionsantriebssystem mit elektrischerSekundärleistungzu versorgen; und ein Energiespeichermedium (112),das dazu eingerichtet ist, elektrische Energie aufzunehmen, wobei dasEnergiespeichermedium (112) ferner dazu eingerichtet ist,einen Teil der aufgefangenen Energie an das Traktionsantriebssystemzu übertragen,um entweder die elektrische Primärleistungund/oder die elektrische Sekundärleistungzu erhöhen; wobeidas Traktionsantriebssystem mit einer zweiten Leistungskapazität bemessenist, die die erste Leistungskapazität übersteigt.A hybrid energy system for propelling a vehicle that is powered by both an external electrical power source and an onboard engine, including: an external electrical power source ( 302 ); a link configured to couple the external electrical power source to a traction drive system; wherein said traction drive system is configured to drive the vehicle in response to the primary electric energy, and wherein the traction drive system further includes a dynamic braking mode of operation; an engine aboard the vehicle ( 102 ), wherein this engine is dimensioned with a first power capacity; a power converter ( 106 ), which is set up by the engine ( 102 ), whereby the power converter ( 106 ) serves to supply the traction drive system with secondary electric power; and an energy storage medium ( 112 ) arranged to receive electrical energy, the energy storage medium ( 112 ) is further configured to transfer a portion of the trapped energy to the traction drive system to increase either the primary electrical power and / or the secondary electrical power; wherein the traction drive system is sized with a second power capacity exceeding the first power capacity.
    [7]
    Hybridenergiesystem nach Anspruch 6, bei dem dieaufgefangene elektrische Energie wenigstens entweder durch das Traktionsantriebs-(108)-Systemwährenddes dynamischen Bremsbetriebsmodus, die Kraftmaschine (102) und/oderdie Fahrleitung (304) erzeugt wird.A hybrid power system according to claim 6, wherein the trapped electrical energy is at least either traction driven 108 ) System during the dynamic braking mode of operation, the engine ( 102 ) and / or the overhead line ( 304 ) is produced.
    [8]
    Verfahren (400) zum Betreiben eines Hybridenergiesystems,das dazu eingerichtet ist, ein fahrleitungsgebundenes, straßenunabhängiges Fahrzeug fortzubewegen,wobei zu dem Verfahren die Schritte gehören: Ermitteln der Verfügbarkeiteiner Fahrleitung (304) zum Bereitstellen elektrischerPrimärleistungan ein Traktionsantriebs-(108)-System des fahrleitungsgebundenenFahrzeugs (402); Ermitteln, ob ein an das Traktionsantriebs-(108)-Systemgestellter Leistungsbedarf die Kapazität eines Energiespeichermediums(112) des Systems übersteigt(406); Aktivieren einer Kraftmaschine (102),um das Traktionsantriebs-(108)-System mit elektrische Sekundärleistungzu versorgen, falls die elektrische Primärleistung nicht verfügbar istund der an das Traktionsantriebs-(108)-System gestellteLeistungsbedarf die Kapazitätdes Energiespeichermediums (112) übersteigt (410); Ermitteln,ob ein an das Traktionsantriebs-(108)-System gestellterLeistungsbedarf die Kapazitätder von der Fahrleitung (304) verfügbaren Primärleistung übersteigt, falls die Kraftmaschine(102) nicht aktiviert ist (412); Ermitteln,ob der an das Traktionsantriebs-(108)-System gestellteLeistungsbedarf eine erste Leistungskapazität der Kraftmaschine (102) übersteigt,falls die Kraftmaschine (102) aktiviert ist, um dem Traktionsantriebs-(108)-Systemelektrische Sekundärleistung zuzuführen; und Ergänzen derelektrischen Primär-oder Sekundärleistungmit aufgenommener elektrischer Energie, die in dem Energiespeichermedium(112) gespeichert ist.Procedure ( 400 ) for operating a hybrid power system configured to travel a tethered, off-highway vehicle, the method comprising the steps of: determining the availability of a catenary ( 304 ) for providing primary electrical power to a traction drive ( 108 ) System of the trolley-bound vehicle ( 402 ); Determine if there is any contact with the traction drive ( 108 ) System, the capacity of an energy storage medium ( 112 ) of the system exceeds ( 406 ); Activating an engine ( 102 ), the traction drive ( 108 ) System to supply secondary electric power if the primary electric power is not available and to the traction drive ( 108 ) System demanded the capacity of the energy storage medium ( 112 ) exceeds ( 410 ); Determine if there is any contact with the traction drive ( 108 ) System, the power required by the overhead line ( 304 ) exceeds available primary power if the engine ( 102 ) is not activated ( 412 ); Determine whether the traction drive ( 108 ) System asked power demand a first power capacity of the engine ( 102 ), if the engine ( 102 ) is activated to enable the traction drive ( 108 ) System to supply secondary electric power; and supplementing the primary or secondary electrical power with absorbed electrical energy stored in the energy storage medium ( 112 ) is stored.
    [9]
    Verfahren (400) nach Anspruch 8, zu demferner der Schritt gehört:Nutzung des Energiespeichermediums (112) zur Bereitstellungvon Traktionsleistung, falls die Fahrleitung (304) nichtverfügbarist und der an das Traktionsantriebs- (108)-System gestellte Leistungsbedarfdie Kapazitätdes Energiespeichermediums (112) nicht übersteigt (408).Procedure ( 400 ) according to claim 8, further comprising the step of: using the energy storage medium ( 112 ) to provide traction power if the overhead line ( 304 ) is not available and that is connected to the traction drive ( 108 ) System demanded the capacity of the energy storage medium ( 112 ) ( 408 ).
    [10]
    Energie System zum Antrieb eines straßenunabhängigen Fahrzeug,zu dem gehören: einEnergiespeichermedium (112), das dazu dient, elektrischePrimärleistungbereitzustellen; und ein Traktionsantriebs-(108)-System,das dazu dient, die elektrische Primärleistung aufzunehmen und das straßenunabhängige Fahrzeugmittels der elektrischen Primärleistunganzutreiben, und wobei das Traktionsantriebs-(108)-Systemferner einen dynamischen Bremsbetriebsmodus aufweist; wobeidas Energiespeichermedium (112) ferner dazu eingerichtetist, elektrische Energie entgegenzunehmen, die durch das Traktionsantriebs-(108)-System indem dynamischen Bremsbetriebsmodus erzeugt wird.Energy system for driving a road-independent vehicle, which includes: an energy storage medium ( 112 ) serving to provide primary electric power; and a traction drive ( 108 ) System which serves to receive the primary electric power and to drive the off-highway vehicle by means of the primary electric power, and wherein the traction drive (15) 108 ) System further comprises a dynamic braking mode of operation; the energy storage medium ( 112 ) is further adapted to receive electrical energy generated by the traction drive ( 108 ) System is generated in the dynamic braking mode of operation.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20040251691A1|2004-12-16|
    US7061131B2|2006-06-13|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2007-08-30| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2016-05-04| R016| Response to examination communication|
    2016-05-06| R016| Response to examination communication|
    2019-04-03| R082| Change of representative|Representative=s name: LORENZ SEIDLER GOSSEL RECHTSANWAELTE PATENTANW, DE |
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