集成式能量转换、传递和存储系统技术方案

本发明专利技术公开了一种从多个能量源回收和存储能量的集成式混合能量回收和存储系统。该系统包括具有高压蓄能器和低压蓄能器的蓄能器单元。至少一个活塞被安装成在高压蓄能器中往复运动。该蓄能器单元被配置成接收、存储来自液压流体的能量以及将来自液压流体的能量传递到能量存储介质。该系统进一步包括两个或更多个旋转方向控制阀，其中至少一个旋转方向控制阀位于蓄能器单元的每一侧。每一个旋转方向控制阀包括多个端口。该系统还包括两个或更多个可变排量液压旋转单元。至少一个可变排量液压旋转单元邻近于旋转方向控制阀中的每一个定位。定位。定位。

【技术实现步骤摘要】
集成式能量转换、传递和存储系统
[0001]本申请是申请日为2017年12月21日，申请号为2017800636767，专利技术名称为“集成式能量转换、传递和存储系统”的专利申请的分案申请。


[0002]本公开涉及一种能量转换、传递和存储系统，其能够根据可变输入输出捕集、存储和释放能量。

技术介绍

[0003]当前的能量转换系统依赖于燃烧过程，主要依赖于用于移动或固定应用的内燃发动机，或依赖于由电池供电或连接到电网的电动马达。
[0004]这些系统基于能量需求和发电要求在可变条件下操作。用于移动应用的内燃发动机必须在宽范围动力条件下操作，这会由于瞬态操作条件而导致消耗和排放的增加。常规的制动能量回收系统由于额外的质量和有限的使用而无法解决效率问题。发动机在不同输出条件下以恒定速度操作是一个显着的改进，但是需要有效的中间能量存储装置。这种装置还可以提高将燃料的化学能转换成热能然后转换成机械能的装置的效率。
[0005]常规的固定能源依赖于发电厂中内燃发动机或燃气/蒸汽涡轮机的恒定速度。这些系统依赖于与有害和温室气体排放相关联的燃料燃烧。风能、波能和太阳能等可再生能源的特点在于可用性方面大幅波动，增加了对它们之间的灵活性、整体互补性以及中间存储的需求。
[0006]常规的车辆和工业生产过程产生大量的废热。这种能源的回收需要可靠的具有成本效益的技术解决方案，其能够将废热转化为机械能或电能。
[0007]然而，由于效率、可用性、灵活性、成本、适用性、重量、包装、可制造性、温度范围、可回收性和耐久性，当前的系统在其操作中存在缺点。
[0008]因此，本公开的目的在于克服常规系统的这些缺点，且更具体地，克服效率、包装、重量、适用范围和制造限制方面的缺点。
[0009]诸如用于灌溉和使用例如水轮提供机械动力的相对简单的液压系统已经使用了数千年并贯穿整个文明历史。在现代，液压系统已变得越来越复杂，并且在各种各样的产业中用于各种各样的目的。通常，液压系统使用液体，特别是使用加压液体来产生、控制和传递机械动力。
[0010]各种工业、机械和其他系统，包括许多由可再生能源提供动力的系统，依赖于瞬态或间歇能量或电力的产生。因此，已经开发了用于临时存储能量的各种系统，以在产生量超过需求时收集能量并在需求超过产生量时释放能量。
[0011]此外，已经开发出用于诸如汽车的车辆中的再生制动系统，以回收和存储减速期间车辆损失的一部分动能。在这种系统中，原本通常被车辆制动器耗散的能量在减速期间由动力传递系统引导到能量存储器。这种存储的能量被保持直到车辆再次需要，当再次需要时，存储的能量被转换回车辆的动能并用于使车辆加速。减速期间损失的动能存储在这
种系统中的部分的大小取决于存储器类型和传动系效率。
[0012]通过逆变列车的电动马达并在列车制动时将电动马达用作发电机，这种系统已广泛用于电气化铁路中。然而，对于内燃发动机车辆，因为内燃发动机的能量转换过程难以逆转，所以实施再生制动系统更加困难。
[0013]在一些实施方案中，可以使用电池作为汽车中使用的诸如再生制动系统中的能量存储系统。可以使电动车辆的驱动马达作为向车轮提供制动扭矩的发电机来操作。在再生制动中，电动车辆马达作为发电机来操作以对电池充电。由于固定的机械损失，该过程在低速时通常效率较低，使得在低速下通常通过机械制动来代替或补充这种再生。然而，目前，电池相对昂贵并且具有妨碍其广泛采用的各种缺点。
[0014]在一些实施方案中，可以使用液压蓄能器作为汽车中使用的诸如再生制动系统中的能量存储系统。液压蓄能器可以通过压缩诸如氮气的工作气体、或通过提高重量、或压缩或延伸机械弹簧或其他弹性部件来操作。液压蓄能器由于其安静的操作、可靠性和耐久性而较具吸引力。基于压缩气体的液压蓄能器特别实用，部分原因在于它们通常较轻、紧凑且便宜。然而，与电动车辆和电池一样，这些系统在低速时也往往效率较低。
[0015]在一些实施方案中，可以使用飞轮作为汽车中使用的诸如再生制动系统中的能量存储系统。飞轮因其相对较高的能量密度和提供较高能量传递速率的能力而较具吸引力。然而，飞轮存在各种缺点，包括由于相关轴承、马达/发电机、轴和保护壳的重量造成的损失，实际能量密度明显低于理论值。飞轮的各个部件，其轴承及其相关联的马达/发电机也经常使用冷却系统来防止过热，增加了复杂性和成本。此外，因为各种可能的偶然但灾难性的事件，安全性是要考虑的问题。
[0016]在一些实施方案中，可以使用弹性能量存储器作为汽车中使用的诸如再生制动系统中的能量存储系统。弹性能量存储系统因为其简单而具有广阔的前景
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在一个实施方案中，车辆的传动系仅仅连接到弹性体，使得车辆运动对弹性体施加应力。然而，弹性能量存储系统具有各种缺点，包括与弹性体材料的循环相关联的滞后性或能量损失。滞后性和循环劣化并加热弹性体材料，从而减少可实现的效率和可靠性。
[0017]在一些实施方案中，可以使用超级电容器作为汽车中使用的诸如再生制动系统中的能量存储系统。超级电容器，也称为超级电容或Goldcap，是高容量电容器，其电容值远高于其他电容器，并填补了电解电容器和可充电电池之间的空白。超级电容器通常比电解电容器每单位体积或质量储存更多倍的能量，可以比电池更快地接受和输送能量，并且比可充电电池耐受更多的充放电循环。然而，超级电容器也具有各种缺点，包括相对于电池每单位重量的能量容量较小，以及复杂的电子控制和开关设备。
[0018]在一些实施方案中，可以使用诸如通过朗肯循环(Rankine cycle)将热量回收和转换成电能作为汽车中使用的诸如再生制动系统中的能量存储系统。在其他实施方案中，可以使用热电发电机系统作为汽车中使用的诸如再生制动系统中的能量存储系统。在其他实施方案中，组合使用通过朗肯循环的热能回收和热电发电机作为汽车中使用的诸如再生制动系统中的能量存储系统。
[0019]因为液压系统的控制基于能量耗散，因此液压流体趋于升温并需要冷却以保持适于液压油适当性能的温度。因此，通常认为加热液压流体是有害的。液压流体冷却装置通常具有管状结构，并且根据流体、液体或空气的交叉流动原理，采用一个或多个线圈来容纳靠
近冷却流体的液压流体。现有技术的用于液压油的热交换器依赖于三种热传递机制中的一种或多种：对流、传导和辐射。
[0020]对于冷运行条件，使用其中电阻器浸没在流体贮存器中的液压加热器。恒定运行条件的燃料燃烧器用于使用液体或气体燃料为建筑物供暖。为了减少氮排放，目前正在研究辐射燃烧器以确保低温火焰，并因此确保低氮排放。
[0021]然而，由于效率、可用性、灵活性、成本、适用性、重量、包装、可制造性、温度范围、可回收性和耐久性，当前的系统在操作方面有缺点。因此，本公开的目的在于克服现有技术的这些缺点，且更具体地，克服效率、包装、重量、适用范围和制造限制方面的缺点。
[0022]本领域一直需要诸如用于汽车的改进的能量存储和再生制动系统，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压蓄能器系统，其包括：外壳；所述外壳内的第一开口室；所述外壳内的第二开口室；内部分隔壁，其将所述第一开口室与所述第二开口室分隔开；以及导管，其沿所述液压蓄能器系统的长度延伸穿过所述内部分隔壁。2.根据权利要求1所述的液压蓄能器系统，其进一步包括：液压流量控制阀，其联接到所述第一开口室和所述第二开口室；以及液压马达，其联接到所述液压流量控制阀。3.根据权利要求2所述的液压蓄能器系统，其进一步包括：联接到所述液压马达的轮。4.根据权利要求3所述的液压蓄能器系统，其进一步包括：延伸穿过所述导管的轴，所述轮联接到所述轴的一端。5.根据权利要求1所述的液压蓄能器系统，其中所述外壳具有圆形横截面形状。6.根据权利要求1所述的液压蓄能器系统，其中所述外壳具有椭圆形横截面形状。7.根据权利要求1所述的液压蓄能器系统，其中所述内部分隔壁是弹性的和可变形的，并且其中当所述第一开口室内的第一压力与所述第二开口室内的第二压力不同时，所述内部分隔壁通过变形来存储能量。8.根据权利要求1所述的液压蓄能器系统，其中所述第一开口室包括高压蓄能器，并且所述第二开口室包括低压蓄能器。9.根据权利要求1所述的液压蓄能器系统，进一步包括：位于所述第一开口室内的弹性元件。10.根据权利要求9所述的液压蓄能器系统，进一步包括：密封所述第一开口室内的所述弹性元件的第一活塞。11.根据权利要求10所述的液压蓄能器系统，进一步包括：密封所述第一开口室内的所述弹性元件的第二活塞。12.根据权利要求9所述的液压蓄能器系统，其中所述弹性元件是机械螺旋弹簧。13.根据权利要求9所述的液压蓄能器系统，其中所述弹性元件是机械盘簧。14.根据权利要求9所述的液压蓄能器系统，其中所述弹性元件是弹性体软管。15.根据权利要求9所述的液压蓄能器系统，其中所述弹性元件是压缩气体。16.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍利，
申请(专利权)人：Aamp，amp，A国际有限公司，
类型：发明
国别省市：