[发明专利]用于移动车辆的两层能量储存

说明书

技术领域

本公开一般涉及能量储存，并且更特别地涉及用于移动车辆的两层能量储存。

背景技术

现代车辆(例如机车和重型卡车)正越来越多地配备有可再生能源、能量储存装置以及耗电设备。可再生能源(例如处于动态制动模式的牵引电机)具有提高这些车辆的燃料经济性和/或其他性能特性的潜能。与可再生能源关联的一个问题是所产生的电力的量和速率会超出已知电池系统的充电容量。因此，常规能量管理控制器往往通过在电阻栅中将能量以热的形式耗散，来浪费掉很多所产生的能量。

改善混合动力车辆的效率的一种尝试在1980年4月22日授予White的美国专利号4,199,037(’037专利)中被公开。’037专利提供了一种电驱动车辆，其具有涡轮发动机、由涡轮发动机驱动的发电机、用于储存电能的电池、以及用于驱动车辆的车轮的牵引电机。牵引电机通过可以直接从发电机或电池获得的电能供电。只要储存在电池中的可用能量的量下降到低于第一预定水平，控制器就开启涡轮发动机。’037专利也公开了将涡轮的速度保持在恒定水平以使其效率最大化。

虽然’037专利的混合动力系统可以改善所公开的车辆的效率，但是它仍不太理想。特别地，’037专利的所公开的混合动力系统并未提供除电池以外的用于储存能量的任何装置。当电池中的储存能量上升到高于预定水平时，涡轮发动机被切断，并且唯一的能量源变成电池，直到涡轮发动机再次被开启以驱动DC发电机并对电池再充电。结果，’037专利的系统无法允许涡轮发动机在其最大效率点操作，并且在某些情况下不能够如所期望的那么快地储存由涡轮和/或牵引电机所产生的所有过量能量。

本公开的系统和方法能够解决上述的一个或多个问题和/或现有技术中的其他问题。

发明内容

在一个方面中，本公开涉及一种储存由移动车辆产生的能量的方法。该方法可以包括：接收关于车辆行程概况(trip profile)的信息，以及改变配置成推进车辆的牵引电机的电气模式。当行程概况指示充电机会时，该模式可以从牵引电机接收电力的电动机模式改变为牵引电机产生电力的发电机模式。该方法还可以包括：把由处于发电机模式的牵引电机产生的能量引导到具有第一能量吸收速率性能的第一层一个或多个能量储存装置。第二层一个或多个能量储存装置可以设置有比第一能量吸收速率性能更慢的第二能量吸收速率性能。第二层一个或多个能量储存装置可以利用第一层一个或多个能量储存装置的能量充电。

在另一方面中，本公开涉及移动车辆上的能量管理系统。能量管理系统可以包括：具有第一能量吸收速率性能的第一层能量储存装置，以及具有比第一能量吸收速率性能更慢的第二能量吸收速率性能的第二层能量储存装置。控制器还可以被提供和配置成接收关于车辆行程概况的信息，并在行程概况指示充电机会时，把配置成推进车辆的牵引电机的电气模式从牵引电机接收电力的电动机模式改变为牵引电机产生电力的发电机模式。控制器可以配置成把由处于发电机模式的牵引电机产生的能量引导到第一层能量储存装置。控制器还可以配置成启动利用第一层能量储存装置的能量对第二层能量储存装置的充电。

附图说明

图1是具有所公开的示例性能量管理控制器的移动车辆的示意图；

图2是绘出可以由图1的能量管理控制器执行的示例性能量管理方法的流程图。

具体实施方式

图1是包括根据本公开的能量管理系统的移动车辆系统的示意图。在图1的示例性实施例中，移动车辆系统被描绘为配置成在轨道104上运行的机车100。机车可以是运行位于主发动机壳体102内的柴油发动机106的柴油电动车辆。然而，在机车100的替代实施中，可以采用替代发动机配置，例如汽油内燃发动机、燃气涡轮发动机、生物柴油发动机以及天然气发动机。可预期到的是，车辆可以可替换地是道路上的卡车，公共汽车，有篷货车，客车，诸如大型挖掘机、挖掘倾卸卡车等之类的越野车(OHV)。