[发明专利]用于重型设备的能量系统

权利要求书

1.一种用于重型设备的能量系统，所述重型设备具有用于运转工具（316）的致动器（144，146，148），所述能量系统包括：

总线（320），所述总线用于根据所述工具（136）的运转来向所述致动器（144，146，148）提供电力；

发动机（314），所述发动机用于提供输出功率；

发电机（316），所述发电机联接到所述发动机（314）并且构造成向所述总线（320）提供电力；

蓄能装置（330），所述蓄能装置构造成接收来自所述总线（320）的电力以存储能量，并且还构造成向所述总线（320）提供电力以补充由所述发电机（316）提供的电力；和

控制器（338），所述控制器构造成根据所述总线（320）上的电力需求而改变所述发动机（314）的输出功率，

其中，响应于电力需求的变化，所述控制器（338）构造成以小于所述发动机（314）的最大性能的速率改变所述发动机（314）的输出功率。

2.根据权利要求1所述的能量系统，其中，所述蓄能装置（330）构造成使得所述能量系统对所述总线（320）上的需求变化的净短期动态响应基本上不受所述发动机（314）的输出功率的变化率影响。

3.如前述权利要求中任一项所述的能量系统，其中，当所述总线（320）上的需求增加时，所述控制器（338）构造成约束所述发动机（314）的节气门，以使得所述发动机（314）的输出功率以小于所述发动机（314）的最大性能的速率增加。

4.如前述权利要求中任一项所述的能量系统，其中，所述控制器（338）构造成在燃料经济性、最低磨损、减少排放或它们的组合方面优化所述发动机（314）的输出功率的变化率。

5.如前述权利要求中任一项所述的能量系统，其中，所述蓄能装置（330）构造成以比所述发动机（314）能够经由所述发电机（316）向所述总线（320）提供电力的速率快的速率响应于所述总线（320）上的需求的增加而提供增加的电能。

6.如前述权利要求中任一项所述的能量系统，其中，所述蓄能装置（330）包括超级电容器（414），并且所述发电机（314）和发电机（316）是柴油发电机组（312）的一部分。

7.如前述权利要求中任一项所述的能量系统，其中，所述能量系统被设计成用在以基本上重复的工作循环运转的重型设备中，并且其中，所述发动机（314）被设计成在所述基本上重复的工作循环期间以对应于或小于所述总线（320）上的平均需求的最佳输出功率运转。

8.一种控制用于重型设备的能量系统的方法，包括：

从由发动机（314）驱动的发电机（316）向总线（320）提供电能以驱动用于运转所述重型设备的工具（136）的致动器（144，146，148）；

响应于所述总线（320）上增加的电能需求而从蓄能装置（330）向所述总线（320）提供电能；以及

以小于所述发动机（314）的最大性能的速率增加驱动所述发电机（316）的所述发动机（314）的输出功率，并且对应地降低从所述蓄能装置（330）向所述总线（320）提供的电能。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述蓄能装置（330）向所述总线（320）提供电能，以使得所述能量系统对所述总线（320）上的需求的增加的净短期动态响应基本上不受所述发动机（314）的输出功率的增加速率影响。

10.如权利要求8或9所述的方法，还包括利用由所述总线（320）提供的电能对所述蓄能装置（330）充电。

11.如权利要求8、9或10所述的方法，其中，在燃料经济性、最低磨损、减少排放或它们的组合方面对所述发动机（314）的输出功率的变化率进行优化，并且所述蓄能装置（330）包括超级电容器（414），并且所述发动机（314）和所述发电机（316）是柴油发电机组（312）的一部分。