УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2010 года по МПК B60L3/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству управления для электрического транспортного средства с инверторным приводом, а более точно, к контроллеру для электрического транспортного средства с инверторным приводом, оборудованному накопителем энергии, который заряжается мощностью постоянного тока, и из которого расходуется мощность постоянного тока.

Уровень техники

В последние годы, что касается электрического транспортного средства с инверторным приводом, известно электрическое транспортное средство с аккумуляторным приводом, в котором установлен накопитель энергии, сформированный из устройства накопления энергии, такого как аккумуляторная батарея, электрическая мощность может подаваться из накопителя энергии в инвертор, который управляет электродвигателем для привода колес, так что электрическое транспортное средство может двигаться даже на участке, где не установлены подвесные контактные линии (например, см. патентный документ 1).

В последнее время активно выполнялось усовершенствование устройств накопления энергии, таких как вторичная аккумуляторная батарея и электролитический двухслойный конденсатор, и был увеличен объем запаса энергии; однако, для того, чтобы получать объем электрической энергии, достаточно большой для осуществления движения электрического транспортного средства, современная технология требует очень большого и тяжелого накопителя энергии. В этом смысле, однако, так как монтажное пространство в электрическом транспортном средстве ограничено, требуется как можно больше ограничивать габариты и массу накопителя энергии, что затрудняет обеспечение достаточного объема запаса энергии. Поэтому важно эффективно использовать ограниченную накопленную энергию.

С другой стороны, в качестве примера применения электрического транспортного средства, которое движется по участку, где не установлены подвесные контактные линии, например, является пригородный поезд; за счет предоставления электрическому транспортному средству для пригородного поезда возможности двигаться посредством электрической энергии из накопителя энергии, подвесные контактные линии части участков существующей магистрали могут быть удалены, в силу чего подвесные контактные линии и опорные столбы становятся необязательными; поэтому улучшается ландшафт. В частности, на магистрали, предусмотренной поблизости от исторического здания или живописной местности, достоинство удаления подвесных контактных линий и опорных столбов является значительным в показателях ландшафта. Более того, в случае, где существующая магистраль удлиняется, удлиняться могут только линии, без установки подвесных контактных линий, до тех пор, пока расстояние удлинения не велико; таким образом, создается полезное свойство, при котором могут снижаться затраты на строительство, и может быть сокращен период строительства.

Однако вследствие совместного использования проездных путей с автомобилями пригородный поезд находится под влиянием дорожных пробок или тому подобного; поэтому условия эксплуатации вышеизложенного пригородного поезда отличаются от таковых у электрического транспортного средства на обычной железнодорожной магистрали, которое может двигаться в соответствии с предопределенным расписанием, например таким образом, что время движения или время остановок на участке, где не установлены подвесные контактные линии, удлиняется.

Соответственно, требуется, чтобы емкость накопителя энергии оценивалась с запасом, при допущении, что время движения или время остановок на участке, где не было установлено подвесных контактных линий, удлиняется; поэтому существует проблема, что необходима емкость, большая, чем емкость, которая требуется обычно. Более того, в случае, где вследствие крупной дорожной пробки электрическое транспортное средство вынуждено останавливаться на длительное время, кондиционер воздуха (устройство охлаждения и устройство нагревания), установленный в электрическом транспортном средстве, потребляет электроэнергию, запасенную в накопителе энергии, в силу чего электроэнергия становится недостаточной для осуществления движения электрического транспортного средства, а затем электрическое транспортное средство вообще больше не может двигаться; поэтому, возможно, чтобы электрическое транспортное средство приходило в бездействие на участке, где не установлены подвесные контактные линии.

Патентный документ 1. Выложенная заявка на выдачу патента Японии под №2006-101698 (см. фиг.9 и параграф [0026]).

Раскрытие изобретения

Проблемы, которые должны быть решены изобретением

Настоящее изобретение было реализовано для того, чтобы решить вышеизложенные проблемы; его цель состоит в том, чтобы предложить контроллер электрического транспортного средства, который может обеспечивать объем электроэнергии, который дает электрическому транспортному средству возможность двигаться на участок, где установлены подвесные контактные линии, даже в случае, где электрическое транспортное средство пребывает на участке, где подвесные контактные линии не установлены, в течение времени, большего, чем предварительно предполагаемое время.

Средство для решения проблем

Контроллер электрического транспортного средства согласно настоящему изобретению содержит первый инвертор, который приводит в действие двигатель; второй инвертор, который подает электроэнергию на нагрузку; и накопитель энергии, который подает электроэнергию в первый и второй инверторы. Контроллер электрического транспортного средства отличается включением в состав узла управления нагрузкой, который может управлять величиной нагрузки, в соответствии с объемом запаса энергии в накопителе энергии или его условной величиной.

Преимущества изобретения

Контроллер электрического транспортного средства согласно настоящему изобретению может гарантировать объем электроэнергии, который дает электрическому транспортному средству возможность двигаться к участку, где установлены подвесные контактные линии, даже в случае, когда электрическое транспортное средство пребывает на участке, где не установлены подвесные контактные линии, в течение времени, большего, чем предварительно предполагаемое время.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схема, иллюстрирующая пример конфигурации контроллера электрического транспортного средства согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - схема, иллюстрирующая пример конфигурации узла управления нагрузкой согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 - график, представляющий приведение в действие, в состоянии охлаждения, воздуходувки, кондиционера воздуха и вентилятора согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения; и

фиг.4 - график, представляющий приведение в действие, в состоянии нагревания, воздуходувки, кондиционера воздуха и вентилятора согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Вариант 1 осуществления

Фиг.1 - схема, иллюстрирующая пример конфигурации контроллера электрического транспортного средства согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения. На фиг.1 контроллер 20 электрического транспортного средства сконфигурирован таким образом, чтобы быть способным принимать электроэнергию через подвесную контактную линию 1, токоприемник 2, колесо 3 и рельс 4; контроллер 20 электрического транспортного средства может приводить в действие электродвигатель 6 и может подавать электроэнергию на нагрузки, такие как воздуходувка 11, кондиционер 12 воздуха и вентилятор 13. В дополнение, фиг.1 иллюстрирует случай, в котором электрическое транспортное средство движется на участке, где не установлены подвесные контактные линии 1.

Контроллер 20 электрического транспортного средства образован инвертором 5 переменного напряжения и переменной частоты (VVVF), который приводит в действие электродвигатель 6; накопителем 7 энергии, соединенным с преобразователем 8 постоянного тока в постоянный ток; узлом 9 управления, который управляет накопителем 7 энергии и преобразователем 8 постоянного тока в постоянный ток; и инвертором 10 постоянного напряжения и постоянной частоты (CVCF), который подает электроэнергию на воздуходувку 11, при этом кондиционер 12 воздуха и вентилятор 13 являются вышеуказанными нагрузками. В узле 9 управления предусмотрен узел 9A управления нагрузкой, который измеряет объем запаса энергии в накопителе 7 энергии и управляет величиной нагрузки для вышеуказанных нагрузок. В дополнение, хотя не проиллюстрировано, инвертор 10 CVCF также подает электроэнергию на нагрузку, такую как люминесцентные лампы и вещательные устройства; однако, так как потребление мощности вышеизложенными нагрузками мало, пояснения опущены. Накопитель 7 энергии сформирован из устройства накопления энергии, такого как электролитический двухслойный конденсатор или вторичная аккумуляторная батарея; в современной технологии объем запаса энергии ограничен приблизительно 50 кВт·ч вследствие ограничения по монтажному пространству.

Фиг.2 - схема, иллюстрирующая пример конфигурации узла 9A управления нагрузкой согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения. Как проиллюстрировано на фиг.2, узел 9A управления нагрузкой предусмотрен в узле 9 управления, измеряет объем запаса энергии (в дальнейшем указываемый ссылкой как SOC (состояние заряда батареи)) в накопителе 7 энергии и сравнивает SOC с уставками LV0, LV1 и LV2. В соответствии с результатом сравнения узел 9A управления нагрузкой выводит управляющие сигналы FNC, ACC и VTC, и управляющие сигналы FNC, ACC и VTC вводятся в воздуходувку 11, кондиционер 12 воздуха и вентилятор 13, соответственно, так что может управляться работа воздуходувки 11, кондиционера 12 воздуха и вентилятора 13. Определенная управляющая логика будет описана позже со ссылкой на фиг.3 и 4. «SOC» является сокращением от «State of Charge» («Состояние заряда»), которое обозначает долю объема запаса энергии относительно объема полного заряда. В случае, где потреблена половина объема запаса энергии, SOC составляет 50%, а в случае, где объем запаса энергии полностью израсходован, SOC составляет 0%. SOC может рассчитываться на основании напряжения на зажимах накопителя 7 энергии или тока заряда/разряда; в качестве открыто известных технологий существуют различные виды конфигураций.

Настоящее изобретение отличается тем, что, в соответствии с объемом запаса энергии в накопителе 7 энергии, узел 9 управления может непосредственно или опосредованно управлять воздуходувкой 11, кондиционером 12 воздуха и вентилятором 13.

Конфигурация непосредственного управления означает, как проиллюстрировано на фиг.1, конфигурацию, в которой узел 9A управления нагрузкой узла 9 управления непосредственно выдает управляющие сигналы FNC, ACC и VTC в воздуходувку 11, кондиционер 12 воздуха и вентилятор 13, соответственно; конфигурация опосредованного управления означает конфигурацию, в которой, в дополнение к узлу 9 управления, предусмотрено устройство диспетчерского управления транспортным средством (не проиллюстрированное), которое может собирать информацию об устройствах в транспортном средстве и управлять устройствами, а в устройстве диспетчерского управления транспортным средством предусмотрен узел 9A управления нагрузкой, который вводит информацию об объеме запаса энергии, а затем воздуходувка 11, кондиционер 12 воздуха и вентилятор 13 управляются при посредничестве узла 9A управления нагрузкой.

В качестве конфигурации настоящего изобретения может использоваться конфигурация непосредственного управления или конфигурация опосредованного управления. В дополнение, может использоваться конфигурация, в которой каждый из воздуходувки 11, кондиционера 12 воздуха и вентилятора 13 осуществляет доступ к узлу 9 управления или узлу 9A управления нагрузкой в устройстве диспетчерского управления транспортным средством, самостоятельно определяет объем запаса энергии, а затем управляет его условиями эксплуатации. Подводя итог вышесказанному, настоящее изобретение сконфигурировано таким образом, что, в соответствии с объемом запаса энергии в накопителе 7 энергии узел 9A управления нагрузкой может управлять воздуходувкой 11, кондиционером 12 воздуха и вентилятором 13.

Работа контроллера 20 электрического транспортного средства, сконфигурированного, как описано выше, будет пояснена со ссылкой на фиг.1. Когда электрическое транспортное средство движется на участке, где были установлены подвесные контактные линии, эксплуатация электрического транспортного средства выполняется таким образом, что узел 20 управления в электрическом транспортном средстве 20 принимает мощность постоянного тока по подвесной контактной линии 1 и рельсу 4, через токоприемник 2 и колесо 3; инвертор 5 VVVF приводит в действие электродвигатель 6; а инвертор 10 CVCF подает электроэнергию на воздуходувку 11, кондиционер 12 воздуха и вентилятор 13. В противоположность, в случае, где электрическое транспортное средство движется на участке, где не были установлены подвесные контактные линии (в случае, проиллюстрированном на фиг.1), эксплуатация электрического транспортного средства выполняется таким образом, что, используя электроэнергию, накопленную в накопителе 7 энергии, расположенном в контроллере 20 электрического транспортного средства, инвертор 5 VVVF приводит в действие электродвигатель 6, а инвертор 10 CVCF подает электроэнергию на воздуходувку 11, кондиционер 12 воздуха и вентилятор 13.

В дополнение, подзарядка накопителя 7 энергии может выполняться посредством преобразователя 8 постоянного тока в постоянный ток, в то время как электрическое транспортное средство движется на участке, где были установлены подвесные контактные линии, или, хотя и не проиллюстрировано, подзарядка может выполняться посредством внешнего зарядного устройства, например, в то время как электрическое транспортное средство находится на стоянке на станции; в качестве альтернативы, накопитель 7 энергии может быть заменен накопителем энергии, который уже был заряжен; то есть способ подзарядки не ограничен.

На фиг.1 кондиционер 12 воздуха является групповым наименованием устройства охлаждения и устройства нагревания, каковые являются устройствами для поддержания температуры, в каждом из вагонов электрического транспортного средства, чтобы была комфортабельной температура. Как известно, устройство охлаждения сконфигурировано таким образом, что электродвигатель приводит в действие компрессор для циркуляции хладагента, так что тепло может переноситься; устройство охлаждения сконфигурировано таким образом, чтобы поглощать тепло в вагоне через теплообменник внутри транспортного средства (так называемый испаритель) и чтобы излучать поглощенное тепло через теплообменник снаружи транспортного средства (так называемый конденсор). Также общеизвестно, что теплообменник внутри транспортного средства и теплообменник снаружи транспортного средства осуществляют циркуляцию воздуха прямо через вентилятор внутри транспортного средства (так называемый вентилятор испарителя) и вентилятор снаружи транспортного средства (так называемый вентилятор конденсора), соответственно. Конфигурация устройства нагревания также открыто общеизвестна; устройство нагревания сформировано из нагревательного провода, полупроводникового нагревателя или тому подобного. В дополнение, может использоваться устройство нагревания с тепловым насосом, которое сконфигурировано некоторым образом обратным способу, которым сконфигурировано устройство охлаждения, и переносит внешнее тепло внутрь вагона.

В этой ситуации величина потребляемой мощности кондиционера 12 воздуха (устройства охлаждения и устройства нагревания) будет пояснена ниже. Потребляемая мощность устройства охлаждения, установленного в одном вагоне общего пригородного поезда, составляет приблизительно 15 кВт. Соответственно, когда устройство охлаждения задействовано полностью, величина потребляемой энергии устройства охлаждения приблизительно равна 15 кВт·ч. В частности, потребляемая мощность электродвигателя, который приводит в действие компрессор, составляет приблизительно 10 кВт и занимает почти всю из полной потребляемой мощности; потребляемая мощность каждого вентилятора снаружи транспортного средства и вентилятора внутри транспортного средства составляет приблизительно от нескольких десятков Ватт до сотни Ватт и отвечает всего лишь за малую долю полного потребления мощности. Потребляемая энергия устройства нагревания, установленного в одном вагоне общего пригородного поезда, является почти такой же, как вышеуказанная потребляемая энергия; поэтому, даже когда устройство нагревания полностью задействовано зимой, его величина потребляемой энергии составляет приблизительно 15 кВт·ч. Другими словами, кондиционер 12 воздуха потребляет величину электроэнергии приблизительно в 15 кВт·ч летом, так же как и зимой.

С другой стороны, как описано выше, объем запаса энергии накопителя 7 энергии приблизительно составляет 50 кВт·ч; поэтому в случае, где полностью задействован только кондиционер 12 воздуха, вся электрическая энергия, запасенная в накопителе 7 энергии, потребляется за 3,3 (=50 кВт·ч/15 кВт·ч) часа. Фактически, если израсходован весь объем запаса энергии накопителя 7 энергии, вторичная аккумуляторная батарея, включенная в накопитель 7 энергии, постоянно изнашивается; таким образом, максимально допустимый объем разряда составляет приблизительно 70% полной емкости. Соответственно, период времени, за который объем накопления мощности был потреблен до некоторой степени, из условия, чтобы вторичная аккумуляторная батарея не подвергалась постоянному изнашиванию, равен 2,3 (=3,3 часа × 0,7) часа.

В дополнение, воздуходувка 11 является так называемым электрическим вентилятором, предусмотренным в вагоне; вентилятор 13 является устройством, которое выпускает воздух внутри транспортного средства наружу вагона и забирает свежий воздух снаружи транспортного средства в вагон. Их соответственные потребляемые мощности составляют приблизительно несколько десятков Ватт и значительно меньше по сравнению с потребляемой мощностью кондиционера воздуха, то есть составляют одну сотую от нее или меньше. В случае, где в качестве кондиционера 12 воздуха рассматривается устройство охлаждения, потребляемая мощность вентилятора внутри транспортного средства, включенного в устройство охлаждения, намного меньше, например составляет от нескольких десятков Ватт до сотни Ватт, как описано выше.

Затем, ниже будет описана величина электроэнергии, требуемая, чтобы вагон двигался. Номинальная мощность электродвигателя 6 в общем пригородном поезде приблизительно равна 120 кВт; таким образом, период времени, за который объем накопленной энергии был потреблен до некоторой степени, из условия, чтобы вторичная аккумуляторная батарея не подвергалась постоянному изнашиванию, составляет приблизительно 17,5 минут (=50 кВт·ч × 0,7/120 кВт·ч). Как описано выше, может быть видно, что величина электроэнергии, потребляемой кондиционером 12 воздуха, превышает 16% величины электроэнергии, требуемой, чтобы двигался вагон, то есть существенно велика.

Даже когда электрическое транспортное средство находится в состоянии остановки, кондиционер 12 воздуха продолжает потреблять электроэнергию для того, чтобы поддерживать температуру внутри транспортного средства.

Соответственно, требуется, чтобы емкость накопителя 7 энергии, установленного в электрическом транспортном средстве, оценивалась с запасом при допущении, что время движения или время остановок на участке, где не было установлено никаких подвесных контактных линий, удлиняется; поэтому существует проблема, что необходима емкость, большая, чем емкость, которая требуется обычно. Более того, когда вследствие крупной дорожной пробки электрическое транспортное средство вынуждено останавливаться на длительное время, кондиционер 12 воздуха, установленный в электрическом транспортном средстве, потребляет электроэнергию, запасенную в накопителе 7 энергии, в силу чего объем электроэнергии, требуемой, чтобы электрическое транспортное средство двигалось, становится недостаточным, и затем электродвигатель 6 не может приводиться в действие; поэтому, возможно, что электрическое транспортное средство придет в бездействие на участке, где не установлены подвесные контактные линии.

Соответственно, для того, чтобы решить вышеизложенные проблемы, настоящее изобретение сконфигурировано таким образом, что кондиционер 12 воздуха, воздуходувка 11 и вентилятор 13 управляются в соответствии с SOC в накопителе 7 энергии. Характерный способ управления будет пояснен ниже. Фиг.3 - график, представляющий приведение в действие воздуходувки 11, кондиционера 12 воздуха и вентилятора 13 согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения. Фиг.3 представляет состояние, в котором летом находится в действии кондиционер 12 воздуха (устройство охлаждения), дорожная пробка или тому подобное заставляет электрическое транспортное средство находиться в состоянии остановки в течение длительного времени на участке, где не установлены подвесные контактные линии 1, а отсюда SOC постепенно снижается. Как представлено на фиг.3, когда SOC в накопителе 7 энергии становится меньшим, чем первая уставка LV0, узел 9A управления нагрузкой изменяет режим работы кондиционера 12 воздуха с режима значительной работы на режим незначительной работы благодаря сигналу ACC. Как результат, так как величина потребляемой мощности уменьшена, скорость снижения SOC становится малой.

Когда SOC становится еще меньшим, то есть меньшим, чем вторая уставка LV1, узел 9A управления нагрузкой останавливает работу кондиционера 12 воздуха, благодаря сигналу ACC. Одновременно, для того, чтобы поддерживать температурный режим внутри транспортного средства, воздуходувка 11 приводится в действие благодаря сигналу FNC, а для того, чтобы предотвратить рост температуры внутри транспортного средства, вентилятор 13 задействуется благодаря сигналу VTC. В этой ситуации кондиционер 12 воздуха может задействоваться таким образом, что электродвигатель для компрессора и вентилятор снаружи транспортного средства останавливаются, а работа вентилятора внутри транспортного средства, чья потребляемая мощность достаточно мала, продолжается. Таким образом, как описано выше, по меньшей мере может выполняться вдувание воздуха внутрь транспортного средства; поэтому минимально необходимая комфортность может поддерживаться, когда SOC становится еще меньшим, то есть меньшим, чем третья уставка LV2, узел 9A управления нагрузкой останавливает работу воздуходувки 11 благодаря сигналу FNC и задействует только вентилятор 13. Предпочтительно, чтобы работа вентилятора 13 продолжалась, даже когда снижается SOC, для того, чтобы удерживать рост температуры внутри транспортного средства от увеличения.

Фиг.4 - график, представляющий приведение в действие воздуходувки 11, кондиционера 12 воздуха и вентилятора 13 согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения. Фиг.4 представляет состояние, в котором зимой работает кондиционер 12 воздуха (устройство нагревания), дорожная пробка или тому подобное заставляет электрическое транспортное средство находиться в состоянии остановки в течение длительного времени на участке, где не установлены подвесные контактные линии 1, а отсюда, SOC постепенно снижается. Как представлено на фиг.4, когда SOC в накопителе 7 энергии становится меньшим, чем первая уставка LV0, узел 9A управления нагрузкой изменяет режим работы кондиционера 12 воздуха с режима значительной работы на режим незначительной работы благодаря сигналу ACC. Как результат, так как величина потребляемой мощности уменьшена, скорость снижения SOC становится малой. Когда SOC становится еще меньшим, то есть меньшим, чем вторая уставка LV1, узел 9A управления нагрузкой останавливает работу кондиционера 12 воздуха благодаря сигналу ACC. В дополнение, предпочтительно, чтобы воздуходувка 11 останавливалась, так как она необязательна зимой, и вентилятор 13 также останавливался, когда не требуется вентиляция.

В дополнение, первая, вторая и третья уставки LV0, LV1 и LV2, описанные выше, могут быть предопределенными постоянными значениями или переменными, зависящими от условий. Например, в случае, где первая, вторая и третья уставки LV0, LV1 и LV2 сделаны переменными, зависящими от времени, которое необходимо, чтобы электрическое транспортное средство достигало участка, где установлены подвесные контактные линии, и оставшегося расстояния, работа кондиционера 12 воздуха может обеспечиваться максимально, тем самым, условия окружающей среды внутри транспортного средства могут поддерживаться дольше. Дополнительно, само собой разумеется, что даже в случае, где SOC объема запаса энергии в накопителе 7 энергии является меньшим, чем первая уставка LV0, вторая уставка LV1 или третья уставка LV2, работа кондиционера 12 воздуха возобновляется или возвращается к значительной работе, как только транспортное средство достигло участка, где установлена подвесная контактная линия 1, и может принимать электроэнергию из подвесной контактной линии 1. Информация о том, может или нет транспортное средство принимать электроэнергию из подвесной контактной линии 1, может вводиться в узел 9A управления нагрузкой, или узлом 9A управления нагрузкой может определяться, что транспортное средство принимает электроэнергию из подвесной контактной линии 1, так как повышается SOC в накопителе 7 энергии.

Как описано выше, даже в случае, где электрическое транспортное средство останавливается на длительное время на участке, где не установлено никаких подвесных контактных линий, потребление кондиционером 12 воздуха объема запаса энергии сдерживается для того, чтобы удерживать от уменьшения SOC в накопителе 7 энергии, так что дается возможность поддерживать температурный режим внутри транспортного средства насколько возможно и обеспечивать объем электроэнергии, необходимый, чтобы электрическое транспортное средство двигалось. В результате, обеспечением объема электроэнергии, необходимого, чтобы двигалось транспортное средство, дается возможность осуществлять передвижение транспортного средства на участок, где установлены воздушные контактные линии. Более того, не требуется оставлять большой запас в объеме запаса энергии в накопителе 7 энергии при подготовке к длительной остановке на участке, где не установлены подвесные контактные линии; поэтому накопитель 7 энергии может быть уменьшен по габаритам до предельной массы.

В варианте 1 осуществления кондиционер 12 воздуха управляется шаг за шагом в соответствии с тремя режимами, то есть режимом значительной работы, режимом незначительной работы и режимом останова; однако, может использоваться непрерывное управление от режима значительной работы до режима останова. Воздуходувка 11 и вентилятор 12 задействуются в случае, где SOC становится меньшим, чем вторая уставка LV1; однако, так как, как уже описано, их потребляемые мощности малы, воздуходувка 11 и вентилятор 12 могут задействоваться даже в случае, где SOC является таким же, как или бóльшим, чем вторая уставка LV1.

На фиг.1 контроллер 20 электрического транспортного средства сконфигурирован таким образом, что узел 9A управления нагрузкой, который управляет воздуходувкой 11, кондиционером 12 воздуха и вентилятором 13, включен в узел 9 управления, который управляет преобразователем 8 постоянного тока в постоянный ток и накопителем 7 энергии, и объем запаса энергии в накопителе 7 энергии передается в узел 9A управления нагрузкой; однако, настоящее изобретение не ограничено этим. Узел 9A управления нагрузкой может быть включен в непроиллюстрированный узел управления инвертора 5 VVV, в непроиллюстрированный узел управления инвертора 10 CVCF или (непроиллюстрированный) узел управления, который включает в себя соответственные узлы управления инвертора 5 VVV и инвертора 10 CVCF.

В качестве альтернативы, информация о SOC может передаваться в (непроиллюстрированное) устройство диспетчерского управления транспортным средством, имеющее функцию сбора соответственных элементов информации о работе устройств в транспортном средстве и управления устройствами в соответствии с обстоятельствами. С другой стороны, может перениматься конфигурация, в которой каждый из воздуходувки 11, кондиционера 12 воздуха и вентилятора 13 осуществляет доступ к узлу 9A управления нагрузкой или устройству диспетчерского управления транспортным средством, самостоятельно постигает SOC, а затем управляет их условиями эксплуатации.

В дополнение, в варианте 1 осуществления, нагрузки управляются посредством SOC объема запаса энергии в накопителе 7 энергии; однако, например, объем запаса энергии может рассчитываться по условной величине, такой как напряжение накопителя 7 энергии. В качестве примера, электролитический двухслойный конденсатор, который пригоден, чтобы использоваться в качестве накопителя 7 энергии, может давать возможность быстрого расчета объема запаса энергии на основании напряжения на нем. Соответственно, вариант 1 осуществления не ограничен конфигурацией, в которой управление нагрузкой выполняется посредством SOC; само собой разумеется, что также может быть выполнена конфигурация, в которой SOC заменено напряжением или тому подобным у накопителя 7 энергии.

На фиг.1 в качестве контроллера 20 электрического транспортного средства проиллюстрирована конфигурация устройства, которое включает в себя инвертор 5 VVVF, преобразователь 8 постоянного тока в постоянный ток, накопитель 7 энергии, инвертор 10 CVCF и узел 9 управления, имеющий узел 9A управления нагрузкой; однако, как описано выше, в случае, когда узел 9A управления нагрузкой предусмотрен в (непроиллюстрированном) устройстве диспетчерского управления транспортным средством или в по меньшей мере одном из воздуходувки 11, кондиционера 12 воздуха и вентилятора 13, узел 9A управления нагрузкой в таком устройстве включен в контроллер 20 электрического транспортного средства. Подводя итог вышесказанному, пока по меньшей мере одно из воздуходувки 11, кондиционера 12 воздуха и вентилятора 13 может управляться в соответствии с объемом запаса энергии в накопителе 7 энергии или его условной величиной, может быть использован любой вид конфигурации системы; таким образом, настоящее изобретение не ограничено конфигурацией, проиллюстрированной на фиг.1. В дополнение, в случае, где узел управления нагрузкой предусмотрен в устройстве, отличном от узла управления, SOC объема запаса энергии в накопителе энергии или его условная величина передается из накопителя энергии в узел управления нагрузкой непосредственным образом или через узел управления другого устройства.

В дополнение, в варианте 1 осуществления вышеизложенное разъяснение было реализовано, принимая во внимание применение контроллера 20 электрического транспортного средства к пригородному поезду; однако, само собой разумеется, что область применения не ограничена таковым, и настоящее изобретение может применяться к различным видам движущихся объектов, таких как автомобиль и лифт, которые используют накопитель энергии. Конфигурации, описанные в вышеизложенном варианте осуществления, являются примерами аспектов настоящего изобретения и могут комбинироваться с другими известными технологиями; само собой разумеется, что различные признаки настоящего изобретения могут конфигурироваться посредством модификации, например, с частичным не включением вышеизложенных вариантов осуществления, не выходя из объема и сущности настоящего изобретения.

Изобретение относится к устройству управления для электрического транспортного средства с инверторным приводом, а более точно, к контроллеру для электрического транспортного средства с инверторным приводом, оборудованному накопителем энергии, который заряжается мощностью постоянного тока и на который расходуется мощность постоянного тока. Устройство управления для электрического транспортного средства содержит первый инвертор (5), второй инвертор (10), накопитель (7) энергии подающий электроэнергию в первый и второй инверторы (5, 10) и узел (9А) управления нагрузкой, который может управлять величиной нагрузки в соответствии с объемом запаса энергии в накопителе (7) энергии или напряжением в накопителе энергии. Устройство (9А) управления нагрузкой может выполнять управление воздуходувкой (11), кондиционером (12) воздуха и вентилятором (13). Технический результат заключается в обеспечении достаточного запаса электроэнергии контроллером электрического транспортного средства для передвижения по участку, на котором не установлены подвесные контактные линии. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство управления для электрического транспортного средства, содержащее: первый инвертор, который подает электроэнергию на электродвигатель, который приводит в движение транспортное средство; второй инвертор, который подает электроэнергию в нагрузку, установленную на транспортном средстве; накопитель энергии, который подает электроэнергию на первый и второй инверторы; и узел управления нагрузкой, который избирательно задействует кондиционер воздуха, вентилятор и воздуходувку, которые включены в нагрузку, с тем, чтобы поддерживать температурный режим внутри транспортного средства, в соответствии с объемом запаса энергии в накопителе энергии или напряжением накопителя энергии и его предопределенной уставкой.

2. Устройство по п.1, в котором уставка состоит из первой уставки и второй уставки, которая меньше, чем первая уставка; и при этом, когда объем запаса энергии становится меньшим, чем первая уставка, кондиционер воздуха задействуется меньшим образом, а когда объем запаса энергии становится меньшим, чем вторая уставка, кондиционер воздуха останавливается, и задействуется по меньшей мере одно из вентилятора и воздуходувки.

3. Устройство по п.1, в котором уставка делается переменной в зависимости от времени, которое необходимо, чтобы транспортное средство достигало участка, где установлены воздушные контактные линии, и расстояния между настоящим положением транспортного средства и участком.

4. Устройство по п.1, в котором, когда транспортное средство может принимать электроэнергию из подвесной контактной линии, узел управления нагрузкой возобновляет обычную работу нагрузки независимо от объема запаса энергии и уставки.

5. Устройство по п.1, в котором узел управления нагрузкой предусмотрен в узле управления, который управляет накопителем энергии.

6. Устройство по п.1, в котором узел управления нагрузкой предусмотрен в устройстве диспетчерского управления транспортного средства, которое собирает элементы информации об устройствах на транспортном средстве и управляет устройствами.

7. Устройство по п.1, в котором узел управления нагрузкой предусмотрен в по меньшей мере одном из кондиционера воздуха, воздуходувки и вентилятора, которые включены в нагрузку.

8. Устройство по п.1, в котором узел управления нагрузкой является устройством, которое отлично от узла управления, который управляет накопителем энергии, а накопитель энергии передает объем запаса энергии в нем или его напряжение в узел управления нагрузкой.

9. Устройство управления для электрического транспортного средства, содержащее: первый инвертор, который подает электроэнергию на электродвигатель, который приводит в движение транспортное средство; второй инвертор, который подает электроэнергию в нагрузку, установленную на транспортном средстве; накопитель энергии, который подает электроэнергию на первый и второй инверторы; и узел управления нагрузкой, который управляет нагрузкой в соответствии с объемом запаса энергии в накопителе энергии или напряжением накопителя, при этом узел управления нагрузкой останавливает электродвигатель привода компрессора и вентилятор снаружи транспортного средства, которые включены в кондиционер воздуха в качестве нагрузки, и задействует вентилятор внутри транспортного средства в соответствии с объемом запаса энергии или напряжением накопителя энергии.

10. Устройство по п.9, в котором узел управления нагрузкой предусмотрен в узле управления, который управляет накопителем энергии.

11. Устройство по п.9, в котором узел управления нагрузкой предусмотрен в устройстве диспетчерского управления транспортного средства, которое собирает элементы информации об устройствах на транспортном средстве и управляет устройствами.

12. Устройство по п.9, в котором узел управления нагрузкой предусмотрен в по меньшей мере одном из кондиционера воздуха, воздуходувки и вентилятора, которые включены в нагрузку.

13. Устройство по п.9, в котором узел управления нагрузкой является устройством, которое отлично от узла управления, который управляет накопителем энергии, а накопитель энергии передает объем запаса энергии в нем или его напряжение в узел управления нагрузкой.