EP0847487B2

Drive system with a drive engine, an electrical machine and a battery

Abstract

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EP0847487B2, drawing sheet 1
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Expired 31 August 2016, 10.1 years ago.

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19 claims: 19 independent, 0 dependent

  1. 1
    A drive system with - an internal combustion engine (1) that acts as a drive motor of a motor vehicle,- an inverter-controlled rotary-current electrical machine (4), which furnishes additional driving action,- an inverter (14) with an intermediate circuit at a voltage level higher than a low-voltage network,- at least one battery (11), which lies at the elevated voltage level of the intermediate circuit and which furnishes the energy required during the driving action of the electrical machine (4),characterised in that the rotary-current machine occasionally supports the internal combustion engine (1) as a drive by it providing drive action in phases of high demand for overall drive performance, specifically in phases of the vehicle acceleration, in addition to the internal combustion engine, and in that the battery (11) is a short-duty battery having a discharge time of less than 7 minutes. Antriebssystem mit einem als Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs wirkenden Verbrennungsmotor (1), einer wechselrichtergesteuerten elektrischen Drehstrommaschine (4), die zusätzlich antreibend wirkt, einem Wechselrichter (14) mit einem Zwischenkreis auf einem gegenüber einem Niederspannungsnetz erhöhten Spannungsniveau, wenigstens einer Batterie (11), welche auf dem erhöhten Spannungsniveau des Zwischenkreises liegt und welche die bei antreibender Wirkung der elektrischen Maschine (4) benötigte Energie liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehstrommaschine den Verbrennungsmotor (1) zeitweise antreibend unterstützt, indem sie in Phasen hoher Anforderung an die Gesamtantriebsleistung, und zwar Phasen der Fahrzeugbeschleunigung, zusätzlich zum Verbrennungsmotor (1) antreibend wirkt, und daß die Batterie (11) eine Kurzzeitbatterie mit einer Entladedauer von weniger als 7 Minuten ist. Système d'entraînement incluant:- un moteur (1) à combustion interne intervenant comme moteur d'entraînement d'un véhicule à moteur,- une machine électrique (4) à courant triphasé commandée par onduleur, qui intervient également comme entraînement,- un onduleur (14) comportant un circuit intermédiaire dont le niveau de tension est supérieur à celui d'un réseau à basse tension,- au moins une batterie (11), qui est au niveau de tension élevé du circuit intermédiaire et qui fournit l'énergie nécessaire lorsque la machine électrique (4) exerce un effet d'entraînement.    caractérisé en ce que la machine électrique assiste temporairement pour l'entraînement le moteur (1) à combustion interne, en exerçant un effet d'entraînement additionnel à celui du moteur (1) à combustion interne dans des phases où la puissance totale d'entraînement exigée est élevée, c'est-à-dire des phases d'accélération du véhicule, et en ce que    la batterie (11) est une batterie de durée brève dont la durée de décharge est inférieure à 7 minutes.
  2. 2
    A drive system according to Claim 1, in which the electrical machine (4) also provides braking action and the energy generated in this process can be saved up at least partially in the short-duty battery (11). Antriebssystem nach Anspruch 1, bei welchem die elektrische Maschine (4) zusätzlich bremsend wirkt und die hierbei erzeugte Energie wenigstens teilweise in der Kurzzeitbatterie (11) speicherbar ist. Système d'entraînement selon la revendication 1, dans lequel la machine électrique (4) exerce également un effet de freinage et l'énergie ainsi produite peut être emmagasinée au moins partiellement dans la batterie (11) temporaire.
  3. 3
    A drive system according to one of the previous claims, in which the short-duty battery (11) has a discharge time of 4 minutes. Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Kurzzeitbatterie (11) eine Entladedauer von 4 Minuten aufweist. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la durée de décharge de la batterie temporaire (11) est de 4 minutes.
  4. 4
    A drive system according to one of the previous claims, in which the maximum discharge current of the short-duty battery (11) is more than 10 CA, in particular 15 CA. Antriebsystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem der maximale Entladestrom der Kurzzeitbatterie (11) mehr als 10 CA, insbesondere 15 CA beträgt. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le courant maximal de décharge de la batterie temporaire (11) est supérieur à 10 CA, en particulier égal à 15 CA.
  5. 5
    A drive system according to one of the previous claims, in which the pulse current of the short-duty battery (11) is more than 100 A, in particular 120 A. Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem der Impulsstrom der Kurzzeitbatterie (11) mehr als 100 A, insbesondere 120 A beträgt. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le courant d'impulsion de la batterie temporaire (11) est supérieur à 100 A, en particulier égal à 120 A.
  6. 6
    A drive system according to one of the previous claims, in which the short-duty battery (11) has a power density of more than 250 W/kg, in particular 300 W/kg. Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Kurzzeitbatterie (11) eine Leistungsdichte von mehr als 250 W/kg, insbesondere 300 W/kg aufweist. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la densité de puissance de la batterie temporaire (11) est supérieure à 250 W/kg, en particulier égale à 300 W/kg.
  7. 7
    A drive system according to one of the previous claims, in which the short-duty battery (11) has an overall capacity of less than 1200 Ah, in particular 1000 Ah. Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Kurzzeitbatterie (11) eine Gesamtkapazität von weniger als 1200 Ah, insbesondere 1000 Ah aufweist. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la capacité totale de la batterie temporaire (11) est inférieure à 1200 Ah, en particulier égale à 1000 Ah.
  8. 8
    A drive system according to one of the previous claims, in which the short-duty battery (11) is a secondary alkaline system. Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Kurzzeitbatterie (11) ein alkalisches Sekundärsystem ist. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la batterie temporaire (11) est un système secondaire alcalin.
  9. 9
    A drive system according to one of the previous claims, in which the short-duty battery (11) is a nickel/cadmium system. Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Kurzzeitbatterie (11) ein Nickel/Cadmium-System ist. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la batterie temporaire (11) est un système nickel/cadmium.
  10. 10
    A drive system according to one of the previous claims, in which the short-duty battery (11) is a nickel/iron system. Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Kurzzeitbatterie (11) ein Nickel/Eisen-System ist. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la batterie temporaire (11) est un système nickel/fer.
  11. 11
    A drive system according to one of the previous claims, in which the short-duty battery (11) has at least one sinter electrode (23). Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Kurzzeitbatterie (11) wenigstens eine Sinterelektrode (23) aufweist. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la batterie temporaire (11) comporte au moins une électrode frittée (23).
  12. 12
    A drive system according to one of the previous claims, in which the short-duty battery (11) has at least one fibre-structure electrode. Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Kurzzeitbatterie (11) wenigstens eine Faserstruktur-Elektrode aufweist. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la batterie temporaire (11) comporte au moins une électrode à structure fibreuse.
  13. 13
    A drive system according to one of the previous claims, in which the short-duty battery (11) is designed so that the energy stored up in it is suitable for starting the internal combustion engine (1). Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Kurzzeitbatterie (11) derart ausgelegt ist, daß die in ihr gespeicherte Energie zum Starten des Verbrennungsmotors (1) geeignet ist. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la batterie temporaire (11) est agencée d'une manière telle que l'énergie qui y est emmagasinée est adaptée au démarrage du moteur à combustion (1).
  14. 14
    A drive system according to one of the previous claims, in which the short-duty battery (11) is designed so that the energy stored up in it is suitable for counteracting rotational nonuniformities of the shaft (10), wherein the electrical machine can load the shaft (10) with an accelerating torque in the case of a negative rotational non-uniformity. Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Kurzzeitbatterie (11) derart ausgelegt ist, daß die in ihr gespeicherte Energie zum Entgegenwirken von Drehungleichförmigkeiten der Welle (10) geeignet ist, wobei die elektrische Maschine die Welle (10) bei einer negativen Drehungleichförmigkeit mit einem beschleunigenden Drehmoment beaufschlagen kann. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la batterie temporaire (11) est agencée d'une manière telle que l'énergie qui y est emmagasinée est adaptée à s'opposer à des irrégularités de rotation de l'arbre (10), la machine électrique pouvant communiquer à l'arbre (10) un couple d'accélération en cas d'irrégularité négative de rotation.
  15. 15
    A drive system according to one of the previous claims, in which the short-duty battery (11) is designed so that it can be charged with the energy obtained when counteracting rotational nonuniformities of the shaft (4), wherein the electrical machine (4) can load the shaft (10) with a braking torque in the case of a positive rotational non-uniformity. Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Kurzzeitbatterie (11) derart ausgelegt ist, daß sie mit der beim Entgegenwirken von Drehungleichförmigkeiten der Welle (4) gewonnenen Energie ladbar ist, wobei die elektrische Maschine (4) die Welle (10) bei einer positiven Drehungleichförmigkeit mit einem bremsenden Drehmoment beaufschlagen kann. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la batterie temporaire (11) est agencée d'une manière telle qu'elle peut être chargée au moyen de l'énergie produite lorsqu'elle s'oppose à des irrégularités de rotation de l'arbre (10), la machine électrique (4) pouvant communiquer à l'arbre (10) un couple de freinage en cas d'irrégularité positive de rotation.
  16. 16
    A drive system according to one of the previous claims, in which the short-duty battery (11) is designed so that it can be charged with the energy gained when braking the shaft (10) to reduce the drive slip. Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Kurzzeitbatterie (11) derart ausgelegt ist, daß sie mit der beim Bremsen der Welle (10) zur Verringerung des Antriebsschlupfs gewonnenen Energie ladbar ist. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la batterie temporaire (11) est agencée d'une manière telle qu'elle peut être chargée au moyen de l'énergie produite lorsque l'arbre (10) est freiné pour réduire le glissement d'entraînement.
  17. 17
    A drive system according to one of the previous claims, in which the short-duty battery (11) is designed so that the energy stored up in it is suitable for accelerating the shaft (10) to provide transmission synchronization, and it can be charged with the energy obtained when braking the shaft (10) for the transmission synchronization. Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Kurzzeitbatterie (11) derart ausgelegt ist, daß die in ihr gespeicherte Energie zum Beschleunigen der Welle (10) zur Getriebesynchronisation geeignet ist, und sie mit der beim Bremsen der Welle (10) zur Getriebesynchronisation gewonnenen Energie ladbar ist. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la batterie temporaire (11) est agencée d'une manière telle que l'énergie qui y est emmagasinée est apte à accélérer l'arbre (10) pour une synchronisation de boîte de vitesses et qu'elle peut être chargée au moyen de l'énergie produite lorsque l'arbre (10) est freiné pour la synchronisation de la boîte de vitesses.
  18. 18
    A drive system according to one of the previous claims, in which a long-duty battery (13) is also provided besides the short-duty battery (11). Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem neben der Kurzzeitbatterie (11) noch eine Langzeitbatterie (13) vorgesehen ist. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une batterie de longue durée (13) est prévue en plus de la batterie temporaire (11).
  19. 19
    A drive system according to one of the previous claims, in which a capacitor (12) is also provided besides the short-duty battery (11). Antriebssystem nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem neben der Kurzzeitbatterie (11) noch ein Kondensator (12) vorgesehen ist. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un condensateur (12) est prévu en plus de la batterie temporaire (11).
Independent claims19