车载轴带发电系统动力瞬间中断自源补能技术

第 １８卷 第 ２期 ２０１６年 ２月
军 事 交 通 学 院 学 报
Ｊｏｕｒ ｎａ ｌ ｏｆ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖ０１．１８ Ｎｏ．２ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１６
● 车辆工程 Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
车 载 轴 带 发 电 系统 动 力 瞬 间 中 断 自源 补 能 技 术
车 载轴 带 发 电 系统 主要 用 于 为 行 车 中 车 载 用 电设 备 提供 不 问 断 的 高 品 质 电能 。在 轴 带 发 电 系 统 的发 电过 程 中 ，存 在 着 换 挡 时 动力 中 断 问题 ，即 当驾驶员 换挡 踩下 离合器 后 ，轴带 自发 电系 统 的 动 力 被切 断 ，轴 带 发 电系 统 供 电 品 质 受 到 影 响 ，导
Ｓｅｌｆ－ｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｃｈａｒｇｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ ｏｆ
Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｈａｆ ｔ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ
Ｗ Ｕ Ｌｅｉ ，ＪＩＡＯ Ｙｕｆｅｉ ，ＢＡＩ Ｙｕｎｃｈｕａｎ ，ＹＵ Ｊｉａｎ ，ＧＵＯ Ｚｈｅｎｇ （１．Ｐｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｂ６ｇａｄｅ，Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１６１，Ｃｈｉｎａ；
吴 磊 ，焦 宇 飞 ，白－Ｘ－）￣Ｉ ，喻 剑 ，郭 正
（１．军事交通 学院 研 究生管理大队 ，天津 ３００１６１；２．军事交通学院 军用－￣－ｔ￣系，天津 ３００ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ６１）
摘 要 ：针对车辆轴带发电系统存在 的换挡动力 中断问题 ，提 出了利用车辆启动蓄 电池进行补能的 自源 补能 方案 。利 用 功率 等效 的原理 对 自源 补 能持 续运 行 的临界 条 件进 行 了确定 ，并结 合 实 际 情 况对 其可 行性 进行 了分 析 。研 究表 明 ，补 能 装 置 满 功 率 负荷 下运 行 的 临界 换 挡 频 率 为 ３．６４次／ ｍｉｎ，能够满足 日常行车过程 中车载轴带发 电系统动力瞬间中断时发 电系统 的不间断供电。 关键 词 ：轴带发 电系统 ；自源 补 能 ；平 均 等效 功率 ；平均 换挡 频率 ＤＯＩ：１０．１６８０７／ｊ．ｃｎｋｉ．１２—１３７２／ｅ．２０１６．０２．０１０ 中图分 类号 ：ＴＫ４２６ 文献 标 志码 ：Ａ 文章 编号 ：１６７４－２１９２（２０１６）０２－００３９—０５
收 稿 日期 ：２０１５－０７—１５；修 回 日期 ：２０１５－０９－０１ 作者简 介：吴 磊 （１９９１一 ），男 ，硕士研究 生．
军 事 交 通 学 院 学 报
第 １８卷 第 ２期
制 电路 ，其 成本 较 高 、占用 空 间较 大 ；飞轮 机 械 补 能 技术 利用 飞轮 实现 电能 和动 能 的转 化 ，其 噪声 大 、占 用空 间大 ，多在 紧 急 情 况 下使 用 。鉴 于上 述 两 种 补 能技 术存 在 的缺 陷 ，本 文 提 出一 种 利 用 车 载启 动 蓄 电池 为发 电系统动 力瞬 间 中断时进 行 补能 的 自源补 能技 术 。
致 用 电装 备 无 法 正 常 工 作 。 因 此 ，有 必 要 在 轴 带 自发 电系 统 中设 计 补 能 装 置 ，及 时 补 充 踩 下 离 合 器 后 负 载 所 需 的 电 能 。 目前 的 补 能 技 术 主 要 有 ＵＰＳ式电补能技术和飞轮机械补能技术 ：ＵＰＳ式 电 补 能 技术 需 要 购 置外 加 蓄 电池 组 ，并 设计 充 放 电控
磁 发 电机 发 电 。 变 流 控 制 器 中 的 整 流 与 ＤＣ／ＤＣ 等模 块 将 发 电机 发 出 的 变 频 变 压 交 流 电 转 化 为 稳 定 的直 流 电 ，然 后 经 过 逆 变 将 直 流 电转 化 为 相 频 稳定 的三 相 交 流 电提 供 给 负载 。
２ 自源 补 能 临 界 运 行 条 件 确 定
２．Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｕｎｉｖｅｒ ｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１６１，Ｃｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅａｒ－ｓｈｉｆｔ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎ ｖｅｈｉｃｌｅ ｓｈａｆｔ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｓｙｓｔｅｍ ， ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ａ ｓｅｌｆ－ ｓｏｕｒｃｅ ｒｅｃｈａ ｒ ｇｉｎｇ ｐｒｏｇｒ ａｍ ｗｉｔｈ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｂａｔｔｅｒｙ． Ｉｔ ｄｅｔｅｒｍ ｉｎｅｓ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｌｆ－ｓｏｕｒｃｅ ｒｅｃｈａｒｇｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｐｏｗｅｒ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ ｐｒ ｉｎｃｉｐｌｅ，ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｓ ｉｔｓ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ａｃｔｕａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｒ ｉｔｉｃａｌ ｇｅａ ｒ．ｓｈｉｆ ｔ ￣ｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｒｅｃｈａｒｇｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｓ ３．６４ ｔｉｍｅｓ／ｍｉｎ ｕｎｄｅｒ ｆｕｌｌ ｐｏｗｅｒ ｌｏａｄ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｓｕｐｐｌｙ ｐｏｗｅｒ ｉｎ· ｃｅｓｓａｎｔｌｙ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｉｓ ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｌｙ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ ｉｎ ｄａｉｌｙ ｄｒ ｉｖｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈａｆｔ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｓｙｓｔｅｍ ；ｓｅｌｆ－ｓｏｕｒｃｅ ｒｅｃｈａｒｇｉｎｇ；ａｖｅｒａｇｅ ｅｑｕｉｖａ ｌｅｎｔ ｐｏｗｅｒ；ａｖｅｒａｇｅ ｇｅａｒ—ｓｈｉｆ ｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ