KR20120041754A - 적어도 하나의 작동 기계용 전기 장비를 작동하기 위한 전기 작동 시스템 및 전기 작동 시스템을 포함하는 작동 기계 - Google Patents

적어도 하나의 작동 기계용 전기 장비를 작동하기 위한 전기 작동 시스템 및 전기 작동 시스템을 포함하는 작동 기계 Download PDF

Info

Publication number
KR20120041754A
KR20120041754A KR1020127003514A KR20127003514A KR20120041754A KR 20120041754 A KR20120041754 A KR 20120041754A KR 1020127003514 A KR1020127003514 A KR 1020127003514A KR 20127003514 A KR20127003514 A KR 20127003514A KR 20120041754 A KR20120041754 A KR 20120041754A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrical equipment
internal combustion
combustion engine
flywheel
operating machine
Prior art date
Application number
KR1020127003514A
Other languages
English (en)
Inventor
올리버 비힐러
알프레드 리히터
귄터 스테인브레쳐
Original Assignee
볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 filed Critical 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
Publication of KR20120041754A publication Critical patent/KR20120041754A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/10—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/10—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
    • B60K6/105—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel the accumulator being a flywheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/28—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or type of power take-off
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K6/485—Motor-assist type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/30—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of auxiliary equipment, e.g. air-conditioning compressors or oil pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • F02B67/04—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/40—Working vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Shovels (AREA)
  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 작동 기계(10)용 전기 장비(60)를 작동하기 위한 전기 작동 시스템(50)에 관한 것이다. 이러한 전기 작동 시스템(50)은 적어도 하나의 전기 장비(60)의 작동을 위하여 필요한 전력을 발생시키기 위한 플라이휠 발전기(52)를 포함한다. 또한 시스템은 플라이휠 발전기(52)에 의한 제공되는 전압 레벨을 적어도 하나의 전기 장비(60)의 작동을 위하여 필요로 하는 전압 레벨로 적용하기 위하여 플라이휠 발전기(52)의 출력에 연결되는 전력 전자 장치(54)를 포함한다. 끝으로, 시스템은 적용된 전압 레벨에서의 전기 전압을 갖는 적어도 하나의 전기 장비(60)를 제공하기 위하여 적어도 하나의 전기 장비(60)가 작동 기계(10)에 부착되거나, 혹은 배열될 때 전력 전자 장치(54) 및 적어도 하나의 전기 장비(60)에 연결될 수 있도록 적용된 커넥터 장치(58)를 포함한다.

Description

적어도 하나의 작동 기계용 전기 장비를 작동하기 위한 전기 작동 시스템 및 전기 작동 시스템을 포함하는 작동 기계{ELECTRIC OPERATING SYSTEM FOR OPERATING AT LEAST ONE ELECTRIC EQUIPMENT FOR A WORK MACHINE AND WORK MACHINE COMPRISING AN ELECTRIC OPERATING SYSTEM}
본 발명은 적어도 하나의 작동 기계용 전기 장비(electric equipment)를 작동하기 위한 전기 작동 시스템(electric operating system) 및 전기 작동 시스템을 포함하는 작동 기계에 관한 것이다.
종래에 작동 기계에 부착될 수 있거나, 혹은 배열될 수 있으며, 작동 기계의 작동자에 의해 작동되는 많은 서로 다른 장비들(또한 부착장치(attachments) 혹은 공구(tool)로 불리는)이 존재한다는 것이 알려졌다. 이러한 장비들 혹은 공구들은 특히 그것들이 만들어진 목적을 위하여 적용되었다. 특히, 알려진 전기 장비들 혹은 공구들이 존재하는데, 이는 자기 판(magnetic plate)과 같이, 전기적 전류 흐름에 의해 자화될(magnetize) 수 있거나, 혹은 예를 들면 보조 워터 펌프(auxiliary water pump)와 같이, 전기 모터에 의해 전기적으로 구동될 수 있다. 후자의 예에서, 보통의 유압식(hydrostatic) 구동 수단들은 전기적으로 구동되는 수단들(예를 들면 상기 전기 모터)에 의해 대체될 수 있다. 흔히, 그러한 전기적 작동 혹은 전기적으로 구동되는 공구들의 작동을 위하여 필요한 전기 동력을 발생시키기 위하여 분리된 발전기(generator)가 작업 기계 상에 장착된다.
간결하고 고장에 대하여 높은 신뢰도를 갖는 작동 기계 내에서의, 작동 기계 상에서의, 작동 기계에서의, 혹은 작동 기계와 연결된 사용을 위하여 적용된 전기 작동 시스템을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
그러한 신뢰성 있으며 간결한 전기 작동 시스템을 포함하는 작동 기계를 제공하는 것이 본 발명이 또 다른 목적이다.
본 발명의 목적들은 독립항의 특징들에 의해 달성된다. 다른 청구항들, 상세한 설명 및 도면들이 본 발명의 바람직한 실시 예들을 개시한다.
본 발명의 첫 번째 양상에서 적어도 하나의 작동 기계용 전기 장비를 작동하기 위하여 전기 작동 시스템이 제공된다. 시스템은 적어도 하나의 전기 장비의 작동을 위하여 필요한 전기 동력을 발생시키기 위한 플라이휠 발전기(flywheel generator)를 포함한다. 나아가, 시스템은 플라이휠 발전기에 의해 제공되는 전압 레벨을 적어도 하나의 전기 장비의 작동을 위하여 필요로 하는 전압 레벨로 적용하기 위하여 플라이휠 발전기의 출력에 연결되는 전력 전자 장치(power electronic device)를 포함한다. 끝으로, 적용된 전압 레벨에서의 전력을 갖는 적어도 하나의 전기 장비를 제공하기 위하여 적어도 하나의 전기 장비가 작동 기계에 부착되거나, 혹은 배열될 때 시스템은 전력 전자 장치 및 적어도 하나의 전기 장비에 연결가능하도록 하기 위하여 적용된 커넥터(connector)를 포함한다.
플라이휠은 작동 기계에 부착되거나, 혹은 배열되는 하나 혹은 그 이상의 전기 장비의 작동을 위하여 필요한 전력을 생산하는 발전기로서 사용된다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서, 플라이휠 발전기는 차량의 내연기관에 통합된다. 이는 사실상 상기 전기 장비(들)를 위한 전력을 공급하는 전력 소스를 위하여 필요한 어떤 여분이 공간도 존재하지 않는다는 장점을 갖는다. 특히 상기 전기 장비는 전기 모터에 의해 구동가능하며 자기 판 부착장치와 같이 전기 전류에 의해 자화되며, 플라이휠 발전기에 의해 공급될 수 있는 공구들을 둘러싼다. 워터 펌프와 같은 보조 부품들이 또한 보통의 유압식 소스 대신에 전력 소스로서 플라이휠 발전기에 의해 구동될 수 있다. 그러한 작동 기계의 작동의 신뢰도를 향상시키는 고장 나기 쉬운 기어 밸트 혹은 호스들이 방지될 수 있다. 상응하게, 작동자를 위한 작동 편의성은 증가한다.
편의상, 플라이휠은 모터 발전기로서 사용되지 않고 단지 그것의 작동 동안에 전력을 공급하는 발전기로서 작동하며 그것에 의해 특히 작동 기계에 부착되거나 혹은 배열되며 전기 모터에 의해 구동가능하거나 혹은 전기 전류에 의해 자화될 수 있는 전기 장비 혹은 공구를 위한 전력 소스로서 기능을 한다. 바람직하게는, 플라이휠 발전기는 공구들을 구동하기 위하여 유압식 전력 소스를 대체할 수도 있다. 플라이휠 발전기는 또한 작동 기계에 부착되지 않는 외부 장치를 위한 전기 에너지를 제공할 수 있다.
작동 기계는 이동식 기계 혹은 건설 장비, 예를 들면 차량 상에 혹은 트랙(track) 상에, 혹은 고정식 기계 혹은 건설 장비일 수 있다. 하나의 바람직한 적용에서, 그것은 굴삭기 혹은 휠 로더(wheel loader) 혹은 다른 토목 기계일 수 있다.
내연기관을 장착한 작동 기계에 적용된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 플라이휠 발전기는 작동 기계의 내연기관의 출력 샤프트, 바람직하게는 전력을 발생시키기 위하여 내연기관 및 유압 펌프(hydraulic pump) 사이의 출력 샤프트 상에 배열될 수 있다. 이러한 배열의 한가지 중요한 장점은 그것이 간결하고 그것의 작동에 있어서 신뢰할 수 있다는 것이다. 플라이휠 발전기는 작으며 실제로 내연기관을 위하여 필요한 전체 공간 내로 통합될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 에너지 버퍼(energy buffer)가 플라이휠 발전기에 결합될 수 있다. 전기 장비는 엔진의 구동 샤프트 상의 실제 하중과 상관없이 안정된 방식으로 작동될 수 있다. 편의상, 에너지 버퍼는 (ⅰ) 일시적으로 증가하는 전력 소비 급증(spike)의 경우에 플라이휠 발전기에 의한 전력의 공급에서 어떤 한계를 보상하기 위한 추가적이거나 혹은 예비(back-up) 전력 소스로서 및 (ⅱ) 플라일휠 발전기가 고장인 경우에 안전 시스템으로서 도움을 준다. 게다가, 그러한 직류 전원을 필요로 하는 공구 및 부착장치를 위하여 직류 전원이 이용가능하다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 에너지 버퍼는 내연기관의 시동기용 배터리와는 별도로 플라이휠 발전기에 의해 충전될 수 있다. 에너지 버퍼는 시동기용 배터리의 전위(electrical potential)의 바람직하게는 적어도 두 배의 전위를 갖는 저장 배터리일 수 있다. 특히, 에너지 버퍼는 약 50 및 1000 볼트 사이, 특히 약 100 및 800 볼트 사이 및 바람직하게는 (ⅰ) 약 100 내지 150 볼트, (ⅱ) 약 180 내지 약 250 볼트, (ⅲ) 약 350 내지 약 450 볼트, 및 (ⅳ) 약 500 내지 약 800 볼트 범위 중의 하나 사이의 전위를 가질 수 있다.
12 내지 24 볼트 범위 내에서 작동하는 시동기용 배터리 시스템과 비교하여 전기 장비를 작동하기 위한 더 높은 전압 레벨은 동일한 전력 레벨에서 더 높은 전류를 갖는 더 낮은 전압 레벨과 비교하여 바람직하게는 단지 작은 전기 모터를 필요로 하는 합리적인 전기 전류 레벨에서 고 전력을 허용한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 전기 장비는 작동 기계에 부착되거나, 혹은 배열되는 부착 장치일 수 있다. 예를 들면, 그러한 부착 장치는 자기 판일 수 있다. 바람직하게는, 자기 판은 플라이휠 발전기에 의해 공급되는 전기 전류 흐름에 의해 자화될 수 있으며 전력 소스, 예를 들면 플라이휠 발전기가 스위치 오프되거나(switched off) 혹은 자기 판으로부터 전기적으로 연결이 끊어질(전기 작동 시스템에 연결된 모든 전기 에너지 버퍼와 함께) 때 탈자화된다.
대안으로서, 전기 장비는 공기 조절 시스템(교류 콤프레서), 냉각 팬 등을 위한 콤프레서(compressor)로서와 같이, 전기 모터에 의해 구동가능한 작동 기계에서의 장치일 수 있다. 바람직하게는 그것의 펌프 작동을 위하여 플라이휠 발전기에 의해 보조 워터 펌프가 전력에 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라 상기 작동 기계에 부착되거나, 혹은 배열되는 적어도 하나의 전기 장비를 작동하기 위하여 내연기관 및 전기 작동 시스템을 포함하는 작동 기계가 제공되는데, 상기 전기 작동 시스템은 적어도 하나의 전기 장비의 작동을 위하여 필요한 전력을 발생시키기 위하여 플라이휠 발전기를 포함한다. 게다가, 시스템은 플라이휠 발전기에 의해 제공되는 전압 레벨을 적어도 하나의 전기 장비의 작동을 위하여 필요로 하는 전압 레벨로 적용하기 위하여 플라이휠 발전기의 출력에 연결되는 전력 전자 장치를 포함한다. 끝으로, 시스템은 적용된 전압 레벨에서의 전력을 갖는 적어도 하나의 전기 장비를 제공하기 위하여 적어도 하나의 전기 장비가 작동 기계에 부착되거나, 혹은 배열될 때 전력 전자 장치 및 적어도 하나의 전기 장비에 연결되도록 하기 위하여 적용된 커넥터 장치를 포함한다. 그러한 작동 기계 내에서의, 작동 기계 상에서의, 작동 기계에서의, 혹은 작동 기계와 연결되어 사용되는 본 발명의 한가지 중요한 업적은 상기 전기 장비를 사용할 때 작동 기계의 작동자를 위하여 높은 편리성이 제공된다는 것이다. 또 다른 어떤 추가적인 발전기도 작동 기계에 부착되지 않기 때문에, 본 발명의 또 다른 중요한 업적은 장비의 작동 동안에 소음이 감소되며 상기 전기 장비의 작동을 위하여 신뢰할만한 전력 소스가 제공된다는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 적어도 하나의 전기 장비 혹은 공구는 전자석에 의해 자화된 자기 판일 수 있다. 대안으로서, 전기 장비는 전기 모터에 의해 구동될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 적어도 하나의 추가적인 에너지 버퍼가 제공될 수 있는데 상기 추가적인 에너지 버퍼는 내연기관의 시동기용 배터리와는 별개로 플라이휠 발전기에 의해 충전될 수 있다.
바람직하게는, 헤드 라이트(head light), 서치 라이트(search light), 작업 등, 펌프, 교류 콤프레서, 냉각 팬 등과 같은, 다른 전기 소비재를 플라이휠 발전기에 연결하기 위하여 커넥터 장치가 제공될 수 있다
위에서 설명된 것과 함께 본 발명의 목적 및 장점들은 개략적으로 도시된 도면에서 나타내는 다음의 실시 예들의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해될 것이나, 이에 한정하지는 않는다;
도 1은 전기 부착 장치로서 자기 판을 포함하는 본 발명에 따른 전기 작동 시스템의 바람직한 실시 예를 도시하며;
도 2는 추가적으로 에너지 버퍼를 포함하는 도 1의 전기 작동 시스템의 실시 예의 바람직한 또 다른 개량을 도시하며; 및
도 3은 본 발명에 따른 전기 작동 시스템의 바람직한 실시 예가 장착된 작동 기계의 실시 예를 도시한다.
도면에서, 동일하거나 유사한 요소들은 동일한 참조 번호로 언급된다. 도면은 단지 개략적인 표현이며, 본 발명의 특정 파라미터를 나타내는 것으로 의도되어서는 안 된다. 더욱이, 도면은 본 발명의 단지 일반적인 실시 예들을 도시하며 따라서 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 고려되어서는 안 된다.
도 1은 작동 기계(10, 도 3)에 부착되거나, 혹은 배열되는 하나 혹은 그 이상의 전기 장비(60)를 작동하기 위한 전기 작동 시스템(50)을 개략적으로 도시하는데, 상기 전기 장비(60)는 전자석(64)에 의해 자화되며 작동 기계(10, 도 3)의 암(arm, 30)에 부착되는 자기 판(62)으로서 구현된다. 작동 기계(10)는 내연기관(20)에 장착된다.
전기 장비(60)의 작동을 위하여 필요한 전력을 발생시키기 위한 플라이휠 발전기(52)가 내연기관(20)의 출력 면에, 예를 들면 내연기관(20) 및 유압 펌프(26) 사이의 출력 샤프트(24) 상에 배열된다. 대안으로서, 플라이휠 발전기(52)는 내연기관(20) 상에 플랜징될(flanged) 수 있으며 유압 펌프가 플라이휠 발전기(52) 상에 플랜징될 수 있다.
일반적으로, 내연기관을 시동하고 작동 기계(10)의 보통 내장된 전기 시스템(도시되지 않음)을 위한 전력을 공급하기 위하여 내연기관에 시동기용 배터리(22)가 제공된다.
프라이휠 발전기(52)의 구성은 일반적으로 종래에 알려져 있다. 예를 들면, 플라이휠 하우징 내부에 영구 자석이 플라이휠 하우징(도시되지 않음) 내부에 고정자 코일에 작동하여 연결되는 플라이휠(도시되지 않음)에 배열될 수 있다. 플라이휠이 회전할 때, 즉, 예를 들면 플라이휠의 영구 자석이 플라이휠의 고정자 코일 내부를 회전할 때, 일반적으로 종래에 잘 알려진 방법으로 전력이 발생된다.
플라이휠 발전기(52)에 의한 출력 전압으로서 제공되는 전압 레벨을 전기 장비(60)의 작동을 위하여 필요로 하는 전압 레벨로 적용하기 위하여 전력 전자 장치(54)가 제공된다. 커넥터 장치(58)는 전력 전자 장치(54)를 전기 장비에 연결하는데 따라서 작동 기계(10)에 부착되거나, 혹은 배열될 때 전기 장비(60)에 전력이 공급될 수 있다.
사용되는 적합한 전력 전자 장치(54)는 예를 들면, 교류/직류 혹은 예를 들면, 펄스 폭 변조(PWM, 혹은 펄스 지속시간 변조(PDM)), 펄스 주파수 변조(PFM), 펄스 단계 변조(PSM)와 같이 종래에 알려진 교류/직류 변환기일 수 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 바람직하게는, 에너지 버퍼가 일반적으로 종래에 알려진 방법으로 전력 전자 장치(54)에 결합되는 도 1에 따른 전기 작동 시스템에 에너지 버퍼(56)가 추가된다. 에너지 버퍼(56)는 플라이휠(52)의 회전의 상응하는 변화에 의해 기인하는 플라이휠(52)의 전력이 공급에서의 변화를 보상할 수 있는데 이는 차례로 내연기관 및/또는 유압 펌프(26)에 연결된 작동 기계(10)의 유압 시스템(도시되지 않음)의 작동에서의 변화의 결과일 수 있다.
에너지 버퍼(56)는 엔진(20)의 시동기용 배터리(22)의 충전 시스템과는 별개로 플라이휠 발전기(52)에 의해 충전될 수 있다. 에너지 버퍼(56)는 시동기용 배터리(22)의 전위의 적어도 두 배의 전위를 갖는 저장 배터리일 수 있다. 특히, 에너지 버퍼(56)는 약 50 및 1000 볼트 사이, 특히 약 100 및 800 볼트 사이 및 바람직하게는 (ⅰ) 약 100 내지 150 볼트, (ⅱ) 약 180 내지 약 250 볼트, (ⅲ) 약 350 내지 약 450 볼트, 및 (ⅳ) 약 500 내지 약 800 볼트 범위 중의 하나 사이의 전위를 가질 수 있다. 전기 장비(60)와 같이 전기적으로 구동되는 장비들은 일반적으로 그러한 전압 범위 내에서 작동되거나 혹은 미래에 작동되는 것이 가능할 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기 장비(50)를 위한 전기 작동 시스템이 장착된 작동 기계(10)의 실시 예를 도시한다. 작동 기계(10)는 예를 들면 전자석(64)에 의해 자화되는 자기 판(62)을 포함하는 부착장치와 같은 전기 장비(60)를 포함한다.
일반적으로, 전기 작동 시스템은 전기 모터에 의해 구동가능하거나 혹은 위에서 언급한 자기 판(62)과 같은 전기 전류에 의해 작동되는 하나 혹은 그 이상의 전기 장비 혹은 공구(60)를 위한 구동 전력을 제공한다. 더욱이, 전기 작동 시스템(50)은 구동 전력을 종래에 예로서, 워터 펌프 등과 같이 유압식 수단과 같은 다른 소스에 의해 구동되는 보조 시스템에 공급하도록 허용한다.
10 : 작동 기계
20 : 내연기관
22 : 시동기용 배터리
24 : 출력 샤프트
26 : 유압 펌프
30 : 암
50 : 전기 작동 시스템
52 : 플라이휠 발전기
54 : 전력 전자 장치
56 : 에너지 버퍼
58 : 커넥터 장치
60 : 전기 장비
62 : 자기 판

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 작동 기계(10)용 전지 장비(60)를 작동하기 위한 전기 작동 시스템(50)에 있어서,
    (ⅰ) 적어도 하나의 전기 장비(60)의 작동을 위하여 필요한 전력을 발생시키기 위한 플라이휠 발전기(52);
    (ⅱ) 플라이휠 발전기(52)에 의해 적어도 하나의 전기 장비(60)의 작용을 위하여 필요로 하는 전압 레벨로 제공되는 전압 레벨을 적용하기 위하여 플라이휠 발전기(52)의 출력에 연결되는 전력 전자 장치(54); 및
    (ⅲ) 적어도 하나의 전기 장비(60)에 적용된 전압 레벨에서의 전력을 제공하기 위하여 적어도 하나의 전기 장비(60)가 작동 기계(10)에 부착되거나, 혹은 배열될 때 전력 전자 장치(54) 및 적어도 하나의 전기 장비(60)에 연결될 수 있도록 적용된 커넥터 장치(58);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 작동 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 내연기관(20)을 포함하는 작동 기계(10)에 있어서, 플라이휠 발전기(52)는 내연기관(20)의 출력 샤프트(24) 상에, 바람직하게는 내연기관(20) 및 유압 펌프(26) 사이의 출력 샤프트(24) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는, 전기 작동 시스템.
  3. 제 1항 혹은 2항에 있어서, 에너지 버퍼(56)가 플라이휠 발전기(52) 및/또는 전력 전자 장치(54)에 결합되는 것을 특징으로 하는, 전기 작동 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 에너지 버퍼(58)는 내연기관(20)의 시동기용 배터리(22)의 충전 시스템과 별개로 플라이휠 발전기(52)에 의해 충전될 수 있는 것을 특징으로 하는, 전기 작동 시스템.
  5. 제 3항 혹은 4항에 있어서, 에너지 버퍼(58)는 내연기관(20)의 시동기용 배터리(22)의 전위의 적어도 두 배의 전위를 갖는 저장 배터리인 것을 특징으로 하는, 전기 작동 시스템.
  6. 제 3항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 에너지 버퍼(56)는 약 50 및 1000 볼트 사이, 특히 약 100 및 800 볼트 사이 및 바람직하게는 (ⅰ) 약 100 내지 150 볼트, (ⅱ) 약 180 내지 약 250 볼트, (ⅲ) 약 350 내지 약 450 볼트, 및 (ⅳ) 약 500 내지 약 800 볼트 범위 중의 하나 사이의 전위를 갖는 것을 특징으로 하는, 전기 작동 시스템.
  7. 전 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 전기 장비(60)가 작동 기계(10)에 부착되거나 또는 배열될 수 있거나, 혹은 적어도 하나의 전기 장비(60)가 전기 모터에 의해 전기적으로 구동가능한 보조 장치인, 부착 장치(62), 특히 전자석(62)에 의해 자화되는 자기 판(62)인 것을 특징으로 하는, 전기 작동 시스템.
  8. 전 항 중 어느 한 항에 따라 내연기관(20) 및 전기 작동 시스템(50)을 포함하는 작동 기계(10).
  9. 제 8항에 있어서, 플라이휠 발전기(52)는 내연기관(20)의 출력 샤프트(24) 상에, 바람직하게는 내연기관(20) 및 유압 펌프(26) 사이의 출력 샤프트(24) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는, 작동 기계.
  10. 제 8항 혹은 9항에 있어서, 상기 전기 장비(60)는 작동 기계(10)에 부착되거나 또는 배열될 수 있는, 부착 장치(62), 특히 전자석(62)에 의해 자화되는 자기 판(62)이거나, 혹은 상기 전기 장비(60)는 전기 모터에 의해 전기적으로 구동가능한 것을 특징으로 하는, 작동 기계.
  11. 제 8항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가적인 에너지 버퍼(56)가 제공되며 상기 추가적인 에너지 버퍼(56)는 내연기관(20)의 시동기용 배터리(22)와 별개로 플라이휠 발전기(52)에 의해 충전되는 것을 특징으로 하는, 작동 기계.
KR1020127003514A 2009-08-13 2009-08-13 적어도 하나의 작동 기계용 전기 장비를 작동하기 위한 전기 작동 시스템 및 전기 작동 시스템을 포함하는 작동 기계 KR20120041754A (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SE2009/000379 WO2011019307A1 (en) 2009-08-13 2009-08-13 Electric operating system for operating at least one electric equipment for a work machine and work machine comprising an electric operating system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120041754A true KR20120041754A (ko) 2012-05-02

Family

ID=43586308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127003514A KR20120041754A (ko) 2009-08-13 2009-08-13 적어도 하나의 작동 기계용 전기 장비를 작동하기 위한 전기 작동 시스템 및 전기 작동 시스템을 포함하는 작동 기계

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8749080B2 (ko)
EP (1) EP2464533A1 (ko)
JP (1) JP2013501693A (ko)
KR (1) KR20120041754A (ko)
CN (1) CN102481834B (ko)
BR (1) BR112012003215A2 (ko)
WO (1) WO2011019307A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5341005B2 (ja) * 2010-03-29 2013-11-13 日立建機株式会社 建設機械
DE102011078192A1 (de) * 2011-06-28 2013-01-03 Zf Friedrichshafen Ag Generatoreinheit für ein landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug
US9099882B2 (en) * 2013-01-18 2015-08-04 Caterpillar Inc. Turbine engine hybrid power supply
JP6076140B2 (ja) * 2013-03-04 2017-02-08 株式会社タダノ 作業機械の外部電源判定装置
US9484602B1 (en) 2013-08-22 2016-11-01 OSC Manufacturing & Equipment Services, Inc. Light tower having a battery housing
US10749224B2 (en) 2015-08-17 2020-08-18 OSC Manufacturing & Equipment Services, Inc. Rechargeable battery power system having a battery with multiple uses

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3961308B2 (ja) 2002-02-08 2007-08-22 株式会社テクノバ 超電導エネルギー貯蔵装置
JP2003235208A (ja) * 2002-02-12 2003-08-22 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd 建設機械の動力源
JP2004260907A (ja) * 2003-02-25 2004-09-16 Yanmar Co Ltd ハイブリッドシステム
US20060118157A1 (en) * 2004-12-03 2006-06-08 Caterpillar Inc Thermoelectric generator and control system
JP2007045615A (ja) * 2005-08-12 2007-02-22 Kobelco Contstruction Machinery Ltd リフティングマグネットの制御装置及びこれを備えた作業機械
US7388301B2 (en) * 2005-10-12 2008-06-17 Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. Construction machine
US7673713B2 (en) 2006-10-26 2010-03-09 Caterpillar Inc. Multi-purpose mobile power generating machine
US7992850B2 (en) * 2007-03-29 2011-08-09 Caterpillar Inc. System and method for controlling electromagnet lift power for material handlers
EP2055951B1 (en) * 2007-11-01 2019-03-27 Danfoss Power Solutions Aps Charged hydraulic system
US20100021281A1 (en) * 2008-07-24 2010-01-28 Caterpillar Inc. Power management system and method

Also Published As

Publication number Publication date
BR112012003215A2 (pt) 2016-03-01
CN102481834B (zh) 2016-05-11
WO2011019307A1 (en) 2011-02-17
EP2464533A1 (en) 2012-06-20
US20120292918A1 (en) 2012-11-22
CN102481834A (zh) 2012-05-30
JP2013501693A (ja) 2013-01-17
US8749080B2 (en) 2014-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8749080B2 (en) Electric operating system for operating at least one electric equipment for a work machine and work machine comprising an electric operating system
JP4291235B2 (ja) 車両用電源装置
EP1157873A3 (en) Hybrid vehicle and method of controlling hybrid vehicle
WO2010053179A1 (ja) ハイブリッド型建設機械
US20100141028A1 (en) More electric engine with regulated permanent magnet machines
WO2006080100A8 (ja) リフティングマグネット仕様の作業機械
KR100877854B1 (ko) 하이브리드 차량의 전력변환장치 비상구동방법
JP2005318777A (ja) リング式スタータ／発電機
EP1707418A3 (en) Hybrid-type forklift
CN107351693B (zh) 一种用于混合动力汽车动力***高效集成控制的方法
JP2003335126A (ja) 車両用空気調和機
EP1981163A3 (en) Controller of electric motor
JP4979529B2 (ja) バッテリ駆動建設機械
US20120216770A1 (en) Mobile work machine having an integrated starter generator
RU193840U1 (ru) Маневровый тепловоз с электрическим приводом вспомогательных нужд
KR101507863B1 (ko) 전기자동차 구동장치
JP5110786B2 (ja) リフティングマグネット機の駆動システム
CN210769109U (zh) 发电机、起动机和压缩机集成装置
JP5160108B2 (ja) リフティングマグネット制御システム
CN109305219A (zh) 适于新能源汽车的电动液压助力转向***
CN210857343U (zh) 一种电动液压挖掘机及其动力***
JP5410002B2 (ja) リフティングマグネット制御システム
CN217590516U (zh) 低磨损型无刷电子医疗泵电机
JP4058216B2 (ja) 作業機の電力供給装置
KR20110071696A (ko) 건설 중장비의 배터리 방전 방지 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application