Способ согласованного управления электромеханической трансмиссией гибридных транспортных средств

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам с электромеханической трансмиссией. Способ согласованного управления электромеханической трансмиссией гибридного транспортного средства заключается в том, что в каждый момент времени реализуют режим максимальной экономичности или максимальной динамичности работы трансмиссии. В режиме максимальной экономичности определяют энергию движения транспортного средства и коэффициент полезного действия рекуперации энергии в накопителе. В режиме максимальной динамичности задают пороговое значение требуемого суммарного электромагнитного момента тяговых электродвигателей или параметра движения/управления транспортного средства. Дополнительно определяют энергию, запасенную в накопителях, и регулируют задание суммарной мощности. Расширяются функциональные возможности управления. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Реферат

Область техники

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам (ТС) с электромеханической трансмиссией (ЭМТ), имеющим в своем составе первичный источник энергии (ИЭ), например работающий от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) мотор-генератор (МГ), формирующий напряжение шины постоянного тока (ШПТ), соединенный с этой же шиной вторичный источник энергии, выполняющий функции накопителя энергии (НЭ), получаемой при замедлении (торможении) ТС и дополнительного источника энергии при разгоне (движении) ТС, а также работающий от той же шины управляемый тяговый электродвигатель (ТЭД), формирующий желаемый момент (тяговое и тормозное усилие) и скорость вращения ведущих колес (скорость движения транспортного средства в целом). Причем, как источники, так и приемники электроэнергии в такой схеме могут иметь в своем составе более одной единицы оборудования: ДВС, МГ, ТЭД и т.п. Такая схема тягового оборудования получила название «последовательная кинематическая схема» и широко применяется в современных транспортных средствах. Отличием гибридных ТС от ТС с «чистой» ЭМТ является наличие дополнительного источника (накопителя) энергии, что дает дополнительные возможности экономии энергии в таких ТС и вносит специфику в управление их ЭМТ.

В общем случае, комплект тягово-энергетического оборудования (КТЭО) электромеханической трансмиссии (ЭМТ) гибридного ТС может включать:

- первичные источники энергии (ИЭ), которые могут состоять из сочетания теплового двигателя (ТД) (в частности, ДВС) с МГ - электрическими машинами, механически соединенными непосредственно или через устройство механического сопряжения (редуктор и т.п.) с выходным валом ДВС, или из топливных элементов (ТЭ), причем основное назначение ИЭ - генерация электрической энергии,

- контроллеры ИЭ, обеспечивающие требуемую электрическую мощность и напряжение на выходе ИЭ (в случае с ТД и МГ, контроллеры также обеспечивают требуемые момент, частоту вращения, мощность ТД и МГ);

- шину постоянного тока (ШПТ), с которой электрически соединены источники и потребители электроэнергии в составе КТЭО;

- вторичный источник или накопитель энергии (НЭ), который представляет собой буферный источник (накопитель) постоянного напряжения (например, электрохимический накопитель на основе суперконденсаторов, накопитель на основе аккумуляторных батарей или их сочетание и т.д.), причем в некоторых случаях в состав НЭ могут входить специальные устройства или преобразователи для сопряжения собственно накопителя с ШПТ и контроллеры для управления и контроля элементов НЭ;

- тяговые электродвигатели (ТЭД) - электрические машины, механически соединенные непосредственно или через передачу с движителями или вспомогательными механизмами ТС, основное назначение которых - приводить во вращение движители (колеса, гусеницы и т.п.) или вспомогательные механизмы ТС,

- силовые преобразователи (СП), электрически соединенные с одной стороны с ШПТ, и с другой стороны - с ИЭ (МГ), НЭ и с ТЭД, основное назначение которых - формировать требуемую электрическую мощность каждого источника и потребителя электрической энергии (электромагнитный момент МГ и ТЭД),

- контроллеров силовых преобразователей (КСП), назначение которых - управление силовыми преобразователями с целью обеспечить реализацию ТЭД и МГ требуемого электромагнитного момента (скорости вращения, мощности),

- контроллеров верхнего уровня (КВУ), назначение которых - согласованное управление всеми элементами КТЭО для реализации оптимальных и безопасных режимов его работы,

- систем и органов контроля, управления, отображения и записи информации о состоянии КТЭО для водителя (оператора) и другого обслуживающего персонала,

- вспомогательных систем (рабочих органов, приводимых в движение от вала отбора мощности (ВОМ), источников питания, систем охлаждения и т.п.).

Контроллеры, перечисленные выше, могут быть выполнены в виде отдельных электронных блоков или быть частично (полностью) объединены в едином электронном блоке. Также могут быть конструктивно объединены СП. Например, все СП могут входить в состав блока силовой электроники (БСЭ) КТЭО.

Комплект электроприводов, первичный источник и накопитель энергии и трансмиссия, как объект управления, представляет сложную взаимосвязанную нелинейную динамическую систему. В такой системе должен выполняться ряд ограничений на управления и переменные состояния: ограничение напряжений питания двигателей, токов, моментов, скоростей вращения, диапазона изменения напряжения ШПТ. Для управления КТЭО необходима разработка специальных алгоритмов, обеспечивающих автономную работу отдельных устройств, и обеспечивающих устойчивое согласованное управление всеми устройствами КТЭО, включая первичный источник энергии.

Наличие в составе КТЭО гибридного ТС накопителей электроэнергии вносит в управление КТЭО свою специфику. С одной стороны, НЭ позволяет исключить жесткую связь мощности, генерируемой ИЭ и потребляемой ТЭД. С другой стороны, НЭ может обеспечить рекуперацию механической энергии торможения (замедления) ТС в электрическую энергию с последующим ее расходом для обеспечения разгонов (пиков потребления мощности) ТС. Рекуперация энергии существенно улучшает экономичность и экологические показатели ТС в целом. Но для правильной ее организации нужны специфические алгоритмы управления всеми устройствами КТЭО, включая первичный (ИЭ) и вторичный (НЭ) источники электроэнергии.

Уровень техники

Известен способ согласованного управления электромеханической трансмиссией транспортных средств, описанный в заявке RU №2012124244/11 «Способ согласованного управления электромеханической трансмиссией транспортных средств» (МПК B60L 15/00, опубл. 20.12.2013).

Способ предназначен для согласованного управления электромеханической трансмиссией транспортных средств, включающих тепловой двигатель, механически соединенный с мотор-генератором, который через управляемый силовой преобразователь соединен с шиной постоянного тока, связанной через другой управляемый силовой преобразователь с тяговым электродвигателем. При этом способ заключается в том, что предварительно задают минимальное, максимальное и номинальное значение напряжения шины постоянного тока, нижнюю и верхнюю границу регулирования момента мотор-генератора и тягового электродвигателя по напряжению, минимальное и максимальное значение скорости вращения тягового электродвигателя, нижнюю и верхнюю границу регулирования момента по скорости вращения тягового электродвигателя, максимально допустимую величину электромагнитного момента тягового электродвигателя, минимальное и максимальное значение скорости вращения мотор-генератора, нижнюю и верхнюю границу регулирования момента по скорости вращения мотор-генератора, максимально допустимую величину электромагнитного момента мотор-генератора, диапазон стабилизации скорости вращения теплового двигателя. В каждый момент времени задают требуемую величину электромагнитного момента тягового электродвигателя, требуемую величину скорости вращения теплового двигателя. Измеряют скорость вращения мотор-генератора и определяют скорость вращения теплового двигателя. Измеряют напряжение шины постоянного тока, скорость вращения тягового электродвигателя. Определяют требуемую величину электромагнитного момента мотор-генератора по отклонению измеренного мгновенного напряжения шины постоянного тока от его номинального значения, если определенная величина превышает заданную максимально допустимую величину электромагнитного момента, требуемую величину электромагнитного момента мотор-генератора задают равной максимально допустимой величине электромагнитного момента и создают с помощью соответствующих управляемых силовых преобразователей электромагнитный момент мотор-генератора.

Указанный способ применим и к гибридным транспортным средством. Однако, при его применении в гибридных ТС с накопителем энергии необходимо учитывать следующее.

КТЭО транспортного средства без накопителя энергии отличается от КТЭО гибридного ТС, прежде всего, существенно разной емкостью накопителя в том и другом случае. В случае «чистой» ЭМТ емкость играет роль буфера и не может служить самостоятельным источником энергии. В случае гибридной силовой установки накопитель является самостоятельным источником энергии, могущим обеспечивать движение ТС на протяжении существенного отрезка времени. Поэтому в случае гибридной силовой установки появляется возможность запасать энергию торможения и использовать ее впоследствии для движения, что существенно повышает возможности по экономии топлива.

Также это позволяет управлять работой ДВС и МГ без жесткой связи с мощностью, требуемой тяговым двигателем. Поэтому возможна остановка ДВС или перевод его на холостой ход (например, при остановке и трогании от остановки) или периодическое включение ДВС-МГ для подзаряда накопителя в наиболее экономичном режиме по оборотам ДВС и отдаваемой мощности с последующим отключением и движением от накопителя.

Также в гибридной силовой установке возможен форсированный режим работы, когда тяговый двигатель работает с повышенной мощностью, обеспечиваемой одновременной работой генератора и накопителя (как правило, пиковая мощность тягового двигателя выбирается больше мощности ДВС именно для обеспечения такой возможности). Иначе говоря, мощность ТЭД уже не ограничена возможностями ДВС и МГ по генерации мощности, а работа ДВС и МГ не определяется и не ограничивается мощностью, потребляемой ТЭД. В связи с этим, должны быть исключены некоторые ограничения, использованные в заявке RU №2012124244/11 для управления ЭМТ негибридных транспортных средств.

Из уровня техники известно устройство привода вагона метро (JP 3924725 B2, опубл. 07.10.2004, МПК B61C 3/2, B60L 11/18, B60L 11/8, B61C 5/0, B61C 17/6, B61C 9/24), предназначенное для вагона с гибридной силовой установкой с накопителем на основе аккумуляторной батареи.

В составе этого устройства контроллер управляет мощностью постоянного тока, генерируемой устройством генерации электроэнергии постоянного тока, включающим выпрямитель, получающий энергию от силового генератора, приводимого от вращающегося ДВС, инвертор, способный принимать и передавать постоянный ток, и накопитель энергии, а также устройство управления каждым из этих устройств и электродвигатель тягового привода вагона.

В устройстве мощность постоянного тока на выходе генератора, мощность накопителя энергии и мощность инвертора (тягового электродвигателя) устанавливается исходя из заданных параметров управления, возможности заряда накопителя при текущей скорости вагона, количества энергии в накопителе, а устройство управления управляет инвертором в зависимости от разницы между реальной степенью заряда (SOC) накопителя и требуемой SOC. Причем в числе параметров управления имеются первый и второй опорные уровни степени заряда накопителя и гистерезисная характеристика, предназначенные для установки параметров управления ездой. Накопитель может поглощать энергию торможения, причем замедление движения вагона вызывает работу инвертора в режиме рекуперации, при этом тяговый двигатель реализует тормозной момент, а накопитель получает энергию рекуперативного торможения с выхода инвертора.

При управлении зарядом и разрядом батареи, система управления обеспечивает постоянство суммы кинетической энергии движения вагона (меняющейся в зависимости от его скорости и массы) и энергии, накопленной в батарее. Сумма этих энергий поддерживается постоянной независимо от скорости вагона. Когда скорость вагона увеличивается, запас его кинетической энергии растет, а значит - растет потенциал заряда батареи при рекуперации. Поэтому батарея должна заряжаться меньше, когда вагон движется, чем когда вагон стоит, иначе рекуперируемую энергию невозможно будет передать в батарею при торможении вагона. Таким образом, требуемый уровень заряда батареи изменяется вместе со скоростью движения вагона, и система управления работает так, чтобы батарея заряжалась до этого необходимого уровня, до того, как начнет работать дизель-генератор.

Однако, с учетом ресурса батареи, желательно, чтобы она заряжалась и разряжалась в возможно более узком диапазоне емкости. Поэтому, с учетом опыта эксплуатации батарей, авторами изобретения был выбран диапазон 20-60% полной емкости.

Применение гибридной схемы с накопителем энергии позволяет при стоянке на станции питать бортовые потребители только от батареи, при этом работа дизеля на холостом ходу исключается. Трогание вагона от станции осуществляется с использованием только заряда батареи, что уменьшает шумность и вредные выбросы от работы дизеля на станции. Дизель запускается при достижении вагоном скорости 25 км/ч, включается в работу лишь при скорости 30 км/ч, когда батарея не может обеспечить дальнейший разгон. При торможении и движении накатом, батарея накапливает энергию за счет рекуперации, а при пиковых нагрузках она отдает энергию, увеличивая развиваемое тяговое усилие для обеспечения разгона. Последовательная схема позволяет исключить механическую связь дизеля с колесами, благодаря чему частота вращения дизеля выбирается так, чтобы он работал всегда в области максимальной топливной эффективности. Если мощность, вырабатываемая дизель-генератором, превышает мощность, необходимую для тяги, избыток используется для заряда батареи.

Известный способ предназначен для применения с накопителями на основе аккумуляторов. Это вызывает необходимость ограничивать степень заряда накопителя, что накладывает ограничения на работу КТЭО и может приводить к существенному снижению эффективности рекуперации.

В известном способе включение и отключение ДВС происходит при определенной скорости движения. Таким образом, для косвенной оценки уровня кинетической энергии используется такой показатель, как скорость транспортного средства.

В известном способе не учитывается потенциальная энергия транспортного средства и возможность ее рекуперации в накопитель энергии.

Кроме того, в отличие от описанного способа управления, в предлагаемом способе помимо рекуперации энергии от тягового двигателя предусмотрена и рекуперация энергии от мотор-генератора. В ряде случаев, при достаточно большом моменте инерции МГ-ДВС, эта энергия может быть существенной.

Из уровня техники известны устройство и способ управления энергией в транспортном средстве с ЭМТ (см. US 2013138279 A1, опубл. 30.05.2013, МПК G06F 7/00). Способ относится к гибридной силовой установке, в которой используется комбинированный НЭ, состоящий из двух накопителей. Один из них является преимущественно накопителем мощности и реализован на основе СК или АКБ. Второй является преимущественно накопителем энергии и реализован на основе АКБ.

Способ направлен на оптимизацию использования компонентов накопителей энергии в транспортном средстве и основное внимание в нем уделено именно распределению потоков мощности между ними. В этом способе для регулирования заряда накопителя энергии могут учитывать кинетическую энергию ТС и потенциальную энергию ТС. Последнюю учитывают в зависимости от скорости и относительной высоты или наклона пути движения ТС.

Описанные в заявке US 2013138279 A1 устройство и способ управления энергией имеют ряд недостатков.

Во-первых, описанная в US 2013138279 A1 система с двумя типами накопителей, имеет преимущества в ограниченном спектре применений. Она хороша, если поставлена задача езды с нулевым выбросом на значительное расстояние (например, в центрах крупных городов). Для решения этой задачи и используется накопитель с высокой удельной мощностью. Если требования значительного запаса хода с нулевым выбросом нет, и ставится задача максимальной экономии горючего, накопитель с высокой удельной энергией не нужен, он только удорожает и утяжеляет ТС с гибридной силовой установкой. В отличие от известного устройства и способа, предлагаемый способ рассчитан на максимально широкий спектр гибридных ТС и может быть применен для гибридной силовой установки, оптимальной в каждом конкретном случае.

Во-вторых, в известном способе US 2013138279 A1 не учитывается КПД рекуперации, что может привести к существенным ошибка в оценке возможностей рекуперации кинетической и потенциальной энергии в накопители. Следовательно, известный способ может привести к потерям энергии, которую можно было бы сэкономить, учитывая КПД

В-третьих, в известном способе US 2013138279 A1 не конкретизирован порядок определения кинетической энергии, в частности, не учитывается кинетическая энергия вращающихся масс, которую можно рекуперировать в накопители. Учет потенциальной энергии предлагается осуществлять по текущему наклону дороги или относительной высоте (т.е. высоте относительно выбранной нулевой точки, например, уровня моря). Это может приводить к большим ошибкам в определении предполагаемой кинетической и потенциальной энергии. Ошибки могут быть вызваны и тем, что наклон дороги в ходе торможения может существенно меняться и даже менять знак. Все это в ряде случаев это может привести к потерям энергии рекуперации. В отличие от этого, в предлагаемом способе учитываются все компоненты энергии движения ТС. Для оценки приращения потенциальной энергии в предлагаемом способе учитывается перепад высот между местоположением ТС в текущее время и в момент остановки при условии, что торможение начинается немедленно. Путь, проходимый при этом, задается по экспериментальной зависимости тормозного пути ТС от начальной скорости при типовом торможении, а перепад высот от текущей точки до точки предполагаемой остановки определяется на основании данных о местоположении ТС (данных GPS/ГЛОНАСС) и/или паспортизации маршрута. Такой способ оценки потенциальной энергии обеспечивает максимально корректный учет потенциальной энергии и исключает возможность ее потери при торможении (замедлении) ТС.

В-четвертых, в способе US 2013138279 A1 предлагается увеличивать напряжение на ШПТ при росте скорости вращения ТЭД и уменьшать его при снижении скорости вращения ТЭД. Такой способ управления энергией в ЭМТ гибридного ТС кардинально отличается от предлагаемого нами. Поскольку с ростом оборотов ТЭД (следовательно - с ростом скорости ТС), напряжение на ШПТ предлагается поднимать (а не снижать) и наоборот, тем самым уменьшаются возможности рекуперации кинетической энергии ТС в накопители. Уменьшение возможностей рекуперации связано с тем, что при повышении напряжения ШПТ повысится и запас энергии в накопителях, которые подключены к шине. Повышение же энергии, запасенной в накопителях, приведет к тому, что уменьшится количество энергии, которую накопитель сможет принять при торможении ТС. В предлагаемом способе принято прямо противоположное решение. Нормальная же работоспособность ТЭД, зависящая от напряжения ШПТ, обеспечивается тем, что вводятся ограничения на мощности (моменты) источников и потребителей энергии (МГ и ТЭД), потребляемые от ШПТ и передаваемые на ШПТ только при достижении напряжением ШПТ заданных предельных значений.

Применение известного способа (US 2013138279 A1) не обеспечивает максимально возможной экономии энергии движения ТС и напротив, может приводить к существенным потерям энергии. Следовательно, известный способ не является удовлетворительным с точки зрения топливной экономичности и экологических показателей гибридного ТС, а также его стоимости и расходов на его эксплуатацию.

Раскрытие изобретения

Таким образом, в предлагаемом способе согласованного управления ЭМТ гибридного транспортного средства используется энергия движения ТС, в частности - кинетическая энергия, которая существенно зависит не только от скорости движения ТС, но и от его массы, которая может изменяться, например при посадке-высадке пассажиров, загрузке и разгрузке и т.п. Также, часть кинетической энергии обеспечивается вращающимися массами на борту ТС - вращающимися частями ДВС, трансмиссии и т.д. Все эти факторы не учитываются в известных способах, что может привести к большим погрешностям в оценке уровня кинетической энергии и возможностей ее рекуперации в накопитель энергии. Предлагаемый способ основан на учете именно энергии движения ТС, а значит, обеспечивает максимально возможную экономию энергии за счет рекуперации энергии движения в накопитель.

Кроме того, заявленный способ предусматривает возможность учета потенциальной энергии. Ее учет позволяет точнее управлять зарядом накопителя и в ряде случаев избежать потерь энергии рекуперации из-за преждевременного заряда накопителя еще до остановки транспортного средства или снижения тяги на большой скорости из-за чрезмерного снижения напряжения. Предлагаемый способ в отличие от известных предусматривает применение в самых различных конфигурациях КТЭО гибридного транспортного средства, в том числе с комбинированным накопителем, с различными типами источников энергии, принципиально отличными от ДВС-МГ, например, с топливными элементами.

Предлагаемый способ предназначен как для КТЭО с накопителем на аккумуляторах, так и на суперконденсаторах, которые не требуют ограничений по степени заряда. Зарядный ток при рекуперации в предлагаемом способе будет преимущественно ниже ограничения накопителя по зарядному току. Это дает возможность максимально полно использовать энергию рекуперации, не используя ограничения, связанные с накопителем.

Причем, в предлагаемом способе предусмотрена возможность повышения точности работы рекуперации за счет коррекции показаний датчиков напряжения накопителя. Предусмотрен учет внутреннего сопротивления накопителя и паразитного сопротивления между накопителем и шиной постоянного тока КТЭО.

В предлагаемом способе возможно управление элементами КТЭО без обязательной (как в известном способе) остановки ДВС на остановках транспортного средства. Такие остановки ДВС при большой частоте снижают ресурс ДВС, повышают требования к емкости накопителя, а значит, и к цене транспортного средства. С учетом малого времени остановок и повышенных выбросов при пуске, при использовании известного способа, особенно в маршрутных колесных транспортных средствах или в городе, возможно повышение суммарных вредных выбросов ДВС, нивелирующее эффект от применения гибридной силовой установки.

В предлагаемом способе предусмотрена скоростная коррекция, которая позволяет расширить диапазон скоростей транспортного средства. При этом диапазон скоростей делится на 2 зоны - зона полностью рекуперативного движения, в которой вся энергия торможения возвращается в накопитель (за вычетом потерь) и зона высоких скоростей, где данное условие не выполняется. При этом первая зона - режим движения по маршруту в городе, где скорость не превышает определенную границу, а вторая - вспомогательные режимы (перегон, движение за городом и т.д.). Экономия топлива, которую могла бы принести рекуперация энергии торможения в таких режимах, несущественна в силу их редкости. В этих режимах целесообразно не ограничивать мощность источника энергии для обеспечения возможности рекуперации, а обеспечить необходимую высокую мощность на выходе источника энергии КТЭО (генератора). Такое деление в способе управления ЭМТ гибридного транспортного средства позволяет использовать накопитель меньшей емкости и достигнуть лучших показателей цена/качество.

Также, в предлагаемом способе предусмотрен режим форсированного разгона («kickdown»), в котором за счет возможного снижения эффективности рекуперации (только в случае торможения сразу или вскоре после разгона) обеспечивается максимально быстрый разгон (определяемый мощностью ДВС и запасом энергии в накопителе), если этого требует дорожная обстановка. Это повышает безопасность движения.

В предлагаемом способе предусматривается введение ряда ограничений на мощности источников и потребителей энергии (моменты электрических машин) в зависимости от напряжения шины постоянного тока, скоростей вращения электрических машин. Такие ограничения предотвращают выход напряжения ШПТ, скоростей вращения МГ и ТЭД за допустимые и рациональные пределы.

Соответственно, технический результат предлагаемого способа заключается в расширении функциональных возможностей управления электромеханической трансмиссией на всех режимах работы и оптимальном управлении трансмиссией в результате перехода/выбора режима управления при движении транспортного средства, максимально возможном повышении эффективности рекуперации энергии движения транспортного средства. Это, в свою очередь, повышает энергоэффективность гибридной силовой установки, повышает топливную экономичность, улучшает экологические характеристики гибридного ТС, обеспечивает безопасную и оптимальную работу всех компонентов ЭМТ.

Указанные технические результаты достигаются благодаря применению способа согласованного управления электромеханической трансмиссией гибридного транспортного средства, включающей один источник энергии или более, один накопитель энергии или более, один или несколько тяговых электродвигателей и один или несколько электронных блоков, управляющие элементами электромеханической трансмиссии в отдельности и/или трансмиссией в целом, причем тяговые электродвигатели соединены с шиной постоянного тока через свои силовые преобразователи, а источники и накопители энергии соединены с шиной постоянного тока непосредственно или через свои силовые преобразователи заключающийся в том, что в каждый момент времени реализуют режим максимальной экономичности или могут реализовывать режим максимальной динамичности работы трансмиссии или транспортного средства в целом, причем в режиме максимальной экономичности определяют энергию движения транспортного средства ETC и коэффициент полезного действия рекуперации энергии в накопители η, при этом для накопителей, выполненных на основе суперконденсаторов определяют квадрат напряжения на накопителе U2, равный , где C - емкость, а U0 - напряжение, соответствующее полному заряду

накопителя, а для накопителей, выполненных не на основе суперконденсаторов определяют максимальную энергию накопителей энергии Е0, энергию, запасенную в накопителях на текущий момент E, энергию EZ, которую в текущий момент можно рекуперировать в накопители энергии, из выражения EZ=E0-E, и величину разности энергии ΔE из выражения ΔE=EZ-η·ETC, а в режиме максимальной динамичности могут предварительно задавать пороговое значение Mzt1 требуемого суммарного электромагнитного момента тяговых электродвигателей или параметра движения/управления транспортного средства, например скорости или кинетической энергии или степени нажатия педали акселератора, дополнительно определяют энергию, запасенную в накопителях Е, необходимую для обеспечения этого режима, не превышающую Е0, и могут вводить режим максимальной динамичности, если Е-Е1≤0, или если превышено вышеуказанное заданное пороговое значение, или принудительно за счет воздействия на органы управления транспортным средством, и для реализации вышеуказанных режимов регулируют задание суммарной мощности Pzg, генерируемой источниками энергии таким образом, чтобы величина U2, ΔE, или E1-E соответственно, была нулевой или больше нуля на некоторую заданную величину, а если указанная величина меньше нуля, то задают суммарную мощность Pzg, равной нулю, затем определяют необходимое для генерирования суммарной мощности Pzg количество источников энергии и обеспечивают их работу, реализуя задание суммарной мощности, генерируемой источниками энергии Pzg.

В одном из предпочтительных вариантов способа в качестве энергии движения транспортного средства ETC используют кинетическую энергию движения транспортного средства Ekinet.

В еще одном из предпочтительных вариантов способа в качестве энергии движения транспортного средства ETC используют сумму Ekinet и приращения потенциальной энергии транспортного средства ΔEpotent между его текущим местоположением и местоположением его полной остановки, прогнозируемым в предположении, что торможение начнется немедленно.

В еще одном из предпочтительных вариантов способа после выдачи сигнала на начало торможения транспортного средства обеспечивают рекуперацию запасенной кинетической энергии вращающихся масс тепловых двигателей и механически соединенных с ними мотор-генераторов Ekinet(b) на шину постоянного тока, причем в качестве энергии движения транспортного средства ETC используют величину, определяемую из выражения:

где b - индекс, соответствующий номеру мотор-генератора,

a ηg - совокупный коэффициент полезного действия рекуперации энергии Ekinet(b) в накопители энергии,

при этом один источник энергии или более представляет собой тепловой двигатель с механически соединенным с ним одним или несколькими мотор-генераторами.

В еще одном из предпочтительных вариантов способа после выдачи сигнала на начало торможения транспортного средства запасенную кинетическую энергию вращающихся масс тепловых двигателей и механически соединенных с ними мотор-генераторов Ekinet(b) преобразуют в тепловую энергию в тепловых двигателях в процессе компрессионного торможения, прекращая подачу в них топлива, либо компенсируют ее выделение снижением расхода топлива, постепенно уменьшая требуемую скорость вращения соответствующих тепловых двигателей NzД(a), по заранее заданной зависимости NzД(a) от Ekinet(b), при этом один источник энергии или более представляет собой тепловой двигатель с механически соединенным с ним одним или несколькими мотор-генераторами.

В еще одном из предпочтительных вариантов способа дополнительно задают максимальную величину изменения задания суммарной мощности, генерируемой источниками энергии ΔPzg, а в каждый момент времени после определения Pzg, обеспечивают такую работу электромеханической трансмиссии, чтобы задание Pzg, реализуемое в текущий момент времени, изменилось по сравнению с этим же заданием, определенным в предыдущий момент времени, не более чем на величину ΔPzg.

В еще одном из предпочтительных вариантов способа хотя бы один накопитель энергии является накопителем электрической энергии, причем в каждый момент времени определяют ток хотя бы одного накопителя электрической энергии I(е) и полное сопротивление между шиной постоянного тока и этим накопителем Z(e), а далее в качестве текущего напряжения этого накопителя энергии U(e), в том числе при определении энергии этого накопителя, используют значение напряжения, меньшее, чем текущее напряжение шины постоянного тока Ud, на величину I(e)·Z(e), где e - индекс, соответствующий номеру накопителя энергии.

В еще одном из предпочтительных вариантов способа предварительно задают предельные значения напряжения шины постоянного тока и границы регулирования мощностей источников энергии и моментов тяговых электродвигателей по напряжению шины постоянного тока, предельные значения скорости вращения каждого тягового электродвигателя и границы регулирования его момента по скорости вращения, максимально допустимую величину их электромагнитных моментов, в каждый момент времени определяют скорость вращения Nt(c) каждого тягового электродвигателя, напряжение шины постоянного тока Ud, задают требуемую величину суммарного электромагнитного момента Mzt(c) тяговых электродвигателей, которую распределяют по тяговым электродвигателям, определяя требуемый момент каждого из них Mzt(c), не превышающий его заданную максимально допустимую величину, далее определяют реализуемую величину суммарного электромагнитного момента Mrt тяговых электродвигателей, равную Mztk1, распределяют Mrt по тяговым электродвигателям, определяя реализуемый момент каждого из них Mrt(c), и создают электромагнитный момент Mt(c) каждого тягового электродвигателя, равный Mrt(c)·k2(c), определяют мощность каждого тягового электродвигателя Pt(с), равную Mrt(c)·k2(c)·Nt(c), и величину суммарной мощности тяговых электродвигателей Pt, а после определения задания суммарной мощности, генерируемой источниками энергии Pzg, определяют величину суммарной мощности всех источников энергии Pg, равную Pzg·k3, определяют необходимое для ее генерирования количество источников энергии и обеспечивают их работу, реализуя на каждом находящемся в работе источнике энергии мощность Prg(b) причем

b - индекс, соответствующий номеру источника энергии,

с - индекс, соответствующий номеру тягового электродвигателя,

k1 - коэффициент ограничения суммарного момента тяговых электродвигателей по Ud,

к2(с) - коэффициент ограничения двигательного момента каждого тягового электродвигателя по Nt(c),

k3 - коэффициент ограничения суммарной мощности источников энергии по Ud, значения коэффициентов k1, k2 и k3 лежат в интервале [0, 1] и выбираются в зависимости от того, генерирует ли соответствующее устройство энергию на шину постоянного тока или потребляет энергию от шины постоянного тока и от соответствующих каждому коэффициенту значений, лежащих внутри или вне заданных диапазонов, ограниченных соответствующими каждому коэффициенту минимальными и максимальными значениями и границами регулирования по ограничивающим параметрам, и изменение k1, k2 и k3 происходит в монотонно возрастающей или монотонно убывающей функции соответствующей данному коэффициенту величины ограничивающего параметра

В другом предпочтительном варианте способа в котором в качестве хотя бы одного источника энергии или более используют тепловой двигатель, причем с каждым тепловым двигателем механически соединен один или несколько мотор-генераторов, и в котором предварительно задают предельные значения напряжения шины постоянного тока и границы регулирования моментов мотор-генераторов по напряжению шины постоянного тока, предельные значения скорости вращения каждого мотор-генератора и границы регулирования его момента по скорости вращения, для каждого теплового двигателя задают зависимость требуемой величины скорости вращения от требуемой мощности зависимость полезного момента, который можно передать с данного теплового двигателя на приводимые от него мотор-генераторы, от требуемой или фактической скорости его вращения, причем, если задают зависимость то дополнительно задают зависимость предельного полезного момента, который можно передать с данного теплового двигателя на приводимые от него мотор-генераторы, от фактической скорости его вращения в каждый момент времени определяют скорость вращения Ng(b) каждого мотор-генератора и фактическую скорость вращения NД(а) каждого теплового двигателя, а после определения Pzg задают мощность, которую должен обеспечить каждый находящийся в работе мотор-генератор Pzg(b), распределяют по тепловым двигателям требуемую величину суммарной мощности мотор-генераторов Pzg, задавая мощность, которую должен обеспечить каждый находящийся в работе тепловой двигатель РzД(а), по заданной для каждого теплового двигателя зависимости или по определенным или заданным ранее параметрам или зависимостям параметров работы электромеханической трансмиссии транспортного средства определяют требуемую скорость его вращения NzД(a) и реализуют ее, определяют