具有马达充电飞轮能量储存的电力系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109936248A(43)申请公布日2019.06.25(21)申请号201811553357.7(22)申请日2018.12.18(30)优先权数据15/844,7752017.12.18US(71)申请人卡特彼勒公司地址美国伊利诺伊州(72)发明人E·雅各布森J·塞博尔德(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人苏娟朱利晓(51)Int.Cl.H02K7/02(2006.01)H02K7/18(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图6页(54)发明名称具有马达充电飞轮能量储存的电力系统(57)摘要电力系统包括发动机、发电机、包括驱动轴的传动系，以及具有飞轮的能量储存系统。在实施中，并联路径无级变速器被构造成在飞轮和驱动轴之间传递能量，并且在另一实施中，并联路径无级变速器在发动机和发电机之间传递能量。变速器包括变换器和差动齿轮系。电动马达联接到飞轮并且对飞轮充电，使得储存的飞轮能量可用于将发动机速度从待机状态提高和/或适应发电机负载随有限发电机速度变化的变化。CN109936248ACN109936248A权利要求书1/2页1.一种电力系统，包括：发动机；发电机；传动系，被构造成在所述发动机与所述发电机之间传递扭矩；能量储存系统，具有飞轮、与所述飞轮联接的加速齿轮系、以及与所述加速齿轮系联接用于所述飞轮充电的电动马达；以及离合器，能够在接合状态和脱离状态之间调节，在所述接合状态中，所述离合器将所述加速齿轮系联接到所述发动机或所述传动系中的至少一个，以在所述飞轮和所述发动机或所述传动系中的所述至少一个之间传递能量。2.根据权利要求1所述的电力系统，进一步包括并联路径无级变速器，所述并联路径无级变速器包括变换器和差动齿轮系，所述差动齿轮系具有构造成当所述离合器处于所述接合状态时与所述发动机以固定的速度比旋转的可旋转输入元件，以及可旋转输出元件；以及其中所述速器包括具有液压马达和可变排量泵的液压变换器。3.根据权利要求2所述的电力系统，其中所述无级变速器在所述传动系中，使得所述差动齿轮系在所述发动机和所述发电机之间形成机械联接；所述变换器包括变换器输出轴，并且所述差动齿轮系包括至少一个可旋转速度控制元件，并且进一步包括联接在所述变换器输出轴与所述至少一个可旋转速度控制元件之间的第二离合器；以及其中所述加速齿轮系与所述电动马达联接并且包括输入齿轮，所述输入齿轮被构造成当所述第一离合器处于所述接合状态时与所述发动机以固定的速度比旋转。4.根据权利要求2所述的电力系统，其中所述无级变速器联接在所述传动系和所述加速齿轮系之间；以及其中所述可旋转输出元件被构造成以固定的速度比与所述飞轮旋转。5.一种操作电力系统的方法，包括：操作联接在所述电力系统中的发动机与发电机之间的传动系；通过所述传动系的操作来向所述发电机施加扭矩；通过电动马达旋转在所述电力系统中的能量储存飞轮；在接合状态与脱离状态之间调节所述电力系统中的离合器，在所述接合状态中，所述离合器将所述能量储存飞轮联接到所述发动机或所述传动系中的至少一个；以及通过在接合状态与脱离状态之间调节所述离合器来改变在所述发动机、所述能量储存飞轮和所述发电机之间的能量传递。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述离合器的所述调节包括将所述离合器从所述脱离状态调节到所述接合状态，使得所述能量传递的改变包括启动从所述能量储存飞轮到所述发动机的能量传递；所述传动系的所述操作包括当所述发动机处于待机模式时操作所述传动系；以及其中，将所述扭矩施加到所述发电机包括施加由所述电动马达而不是所述发动机产生的扭矩。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述传动系的所述操作包括当所述发动机处于操2CN109936248A权利要求书2/2页作模式时操作所述传动系；以及其中，将所述扭矩施加到所述发电机包括施加由所述电动马达和所述发动机产生的扭矩。8.根据权利要求6所述的方法，其中从所述能量储存飞轮到所述发动机的所述能量传递的所述启动包括响应于所述发电机的负载需求的变化而启动所述能量传递。9.根据权利要求5所述的方法，其中所述传动系的所述操作进一步包括操作所述传动系中具有变换器和差动齿轮系的并联路径无级变速器；以及其中所述变换器包括具有液压马达和可变排量泵的液压变换器。10.一种用于电力系统的驱动系统，包括：传动系，包括被构造成与发动机联接的输入轴、被构造成与发电机联接的输出轴、以及联接在所述输入轴与所述输出轴之间的并联路径无级变速器；能量储存系统，与所述传动系联接，并且具有飞轮、与所述飞轮联接的加速齿轮系、以及与所述加速齿轮系联接用于所述飞轮充电的电动马达；以及离合器，能够在接合状态与脱离状态之间调节，在所述接合状态中，所述离合器将