一种混合推进系统（8），用于在正常载荷条件和高速公路速度下给例如美国交通部8级半拖车卡车的车辆（V）提供动力，该系统包括内燃发动机（14），由内燃发动机（14）供给动力的AC发电机（20），DC电池组（26，28），AC/DC控制器（22），和动力系辆（V）的动力系（33）的AC电动马达（32）。AC发电机（20）和DC电池组（26，28）对AC/DC控制器（22）提供输入，该AC/DC控制器又从DC电池组（26，28）经由DC电路将DC输入到AC，从而从AC/DC控制器（22）输出到电动马达（32）的输出是用于给车辆（V）提供动力的AC。DC电池组（26，28）可以包括薄板富液式铅酸电池并且可以串连、平行和串连和平行的组合式连接。车辆（V）可以被重新改装以结合推进系统（8）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于给车辆供电的碳氢燃料电系列混合推进系统，尤其涉及用于给重型车辆，例如在正常载荷条件和高速下的8级运输(8D0T classified)半拖车卡车供电的这种推进系统。
技术介绍
混合电车(HEV)是通过电动马达和内燃(IC)发动机供电的车辆，包括柴油发动机或其他碳氢或化石燃料发动机。在柴油电系列混合推进系统中，柴油发动机不直接连接到用于机械驱动动力的变速器。而是，由IC发动机产生的能量通过发电机转换为电能，该发 电机重新使得电池充电，以便对一个或多个电动马达提供电力。电动马达系统提供使车轮转动的扭矩。因为IC发动机不直接连接到车轮，IC发动机可以在最优速率下进行操作并且能自动地或手动地切断，用于车辆的临时全电子零排放操作。传统的柴油电系列混合推进系统通常被很好地用于轻量型往返车辆和起停运输公交车。目前，没有诸如半拖车卡车的美国运输部8级公路运输车辆，该半拖车卡车在正常载荷(重力)条件下使用柴油电系列混合推进系统作为动力源，其中正常载荷(能力)条件能够在一延长的时间段内保持高速。这部分地由于运输工业的动力要求，并且部分地代表没有满足美国运输部8级车辆要求的目前电池技术。当前，考虑到具有IC发动机动力系系统的这种车辆的操作的可靠性和成本优点，运输工业依赖于IC发动机动力系系统作为美国运输部8级车辆的推进系统。
技术实现思路
传统的美国运输部8级车辆IC发动机动力系在它们使用化石燃料用于产生机械能时不是非常有效，例如，效率为38%或者更少。传统的美国运输部8级车辆在正常载荷条件和高速公路速度下每加仑柴油燃料平均行驶5. 5公里。相反，目前获得的大多数电子装置在它们将电力转换为机械能的转换中具有例如92% - 97%的范围的相对高的效率范围。通过移除马达动力系辆中的IC发动机驱动马达并且使用外电力对电子驱动马达供电，可以从给定的化石燃料中获得更大的燃料效率。在最佳功率曲线和rpm设置下操作动力，同时产生由驱动马达使用的电流并且通过计算机驱动马达控制器控制电流，可以导致与典型的IC发动机动力系相比的最佳效率。因此，需要提供一种系统，该系统在有利的功率曲线和rpm设置下操作动力，同时产生由驱动马达使用的电流并且通过计算机驱动马达控制器控制电流，可以导致与典型的IC发动机动力系相比的有利效率，以便获得与典型的IC发动机动力系相比的有利效率。通常，柴油电系列混合车辆的当前设计使用电池组作为主电源来驱动马达。然而，目前的电池技术典型地为柴油电系列混合推进系统的有限设计结构。为了克服这些限制，外用电池材料通常用于这些电动推进系统。外用电池材料的示例包括锂钴氧化物、锂锰、镍镉合金和镍钴锰合金。设计有这些外用材料的电池组导致用于推进系统的深的电池排放循环。设计有这些外用材料的电池组已经用作用于电动车辆的主电源，或者功率被引导通过电池组直到电动驱动马达。以这种方式使用电池需要单个电池的深的排放循环能力，以便在正常速度和范围下动力系辆。这对于需要越来越多的外用材料的电池来说提供了很大的需求，以便增加电池的性能。这些外用材料，当对电动推进系统提供一些益处的同时，是昂贵的并且给电池管理系统带来复杂性。至今，传统的柴油电混合推进系统被限制在电子模式上操作的大约35mph的速度。典型地，柴油电机保持连接到驱动系统并且以大于35mph的速度动力系辆，而电动马达以大于35mph的速度切断动力系并且在车辆在35mph以上运行时可以仅仅提供很少量的电力。由于电力马达即使在它不用于给车辆提供电力的情况下也持续运转，因而该类型的混合设计给动力系增加了额外的负载。需要提供用于美国交通部8级车辆，诸如在与传统类型车辆相比具有更大效率下运行的公路卡车的碳氢燃料电系列混合推进系统。本专利技术可以提供IC发动机供电的车辆，该IC发动机供电的车辆导致与传统IC发动机供电的美国交通部8级车辆相比燃料使用率的50%或者甚至65%或者更大的减小。 传统美国交通部8级车辆一般由IC发动机供电，其中扭矩和速度通过使用手动或自动变速器和动力系差速器齿轮比来控制。这种传统系统一般是复杂的并且由于维持给定速度同时承载不同构造和重量的载荷时的驱动循环要求而易于损坏和断裂。当重型拖运车辆的驾驶员在山谷地带行驶时，用于使IC动力系系统中的齿轮变化的恒定速度是驾驶疲劳的主要原因。 因此，需要提供碳氢燃料的电系列混合推进系统，该推进系统对使模仿自动变速器的分速器维持恒定的扭矩和速度，而没有这种差速器的关联的机械能量损失和关联的流体动力传送损失，并且没有导致驾驶员的疲劳。一般，传统的美国交通部8级车辆使用优选的为“Jake制动”，以便使重型车辆减速，而不需要使用空气制动系统或者在使车辆减速或停止时辅助空气制动系统。这是主要的安全特征并且在大多数重型车辆中是标准的。车辆的减速或停止通过使用IC发动机的背压完成。当很好地运行该功能时，Jake制动的操作很响。许多城市被禁止使用Jake制动或者在使用Jake制动的禁止车辆处理中，并且规定噪声条例，籍此阻止在车辆中使用Jake制动。因此，进一步需要提供碳氢燃料的电系列混合推进系统，该推进系统消除了 Jake制动并且使车辆能够与Jake制动一样的被减速，但是在动力方面具有非常小的噪声或者没有噪声。本专利技术满足上述需要。提供了一种用于给车辆，诸如包括半拖车卡车、在正常载荷条件下并且在大于35mph的高速公路速度下的美国交通部8级车辆提供动力的碳氢燃料电系列混合推进系统。在本专利技术的一个实施例中，该系统包括碳氢燃料的内燃(IC)发动机、由IC发动机提供动力的AC发电机、一个或更多个DC电池组、AC/DC控制器，和AC电驱动马达。在本专利技术的一个实施例中，由IC发动机驱动的AC发电机给AC/DC控制器提供AC输入。在需要时，DC电池组对AC/DC控制器提供了增强的DC输入。AC/DC控制器从DC电池组经由DC电路将DC输入转换成AC，从而从AC/DC控制器至电驱动马达的总输出为AC。AC电驱动马达可以机械地直接连接到轴间差速器，而没有使用对车辆提供动力的变速器。本专利技术的一个实施例有效地使用了小型AC发电机，以便将电流提供给AC电驱动马达。DC电池组保持大约80%充电，从而当制动或滑行时允许由AC驱动马达发电。这对DC电池提供了可控的、再生电力，该电力在由AC驱动马达所需时又对AC/DC控制器提供了附加电力，用于加速和不同的载荷条件。在本专利技术的一个实施例中，当制动被施加或者处于滑行状态时，与AC/DC控制器连接的AC驱动马达产生DC电流，同时提供再生式制动。该电力的一部分被用来将DC电池组保持在大约80%的充电水平，并且剩余或者超出可获得的DC电流可以被输送给各个电子系统，诸如氢发电机、液压蓄电池充电系统，或者其他有用设备。在氢气发生器的情况下，水的电解用来产生氢气，然后该氢气可以被注入碳氢燃料发电机内，以便对AC发电机产生附加电力，该AC发电机又对电驱动马达提供AC电流。氢气作为燃料混合物结合在碳氢燃料发动机内改进了碳氢燃料的里程性能并且减小了颗粒排放。本专利技术的发电平台提供了产生有用量氢的充分DC电流，氢用于注入碳氢燃料注射系统内。当氢被添加到恒定的rpm碳氢燃料发动机中的燃料混合物时，容易处理燃料点火时间。这可以导致至多30或40%的燃料本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.21 US 61/297,0941.一种用于给车辆(V)供给动力的混合推进系统(8)，该系统包括 碳氢燃料发动机(14)； 由所述碳氢燃料发动机(14)供给动力的AC发电机(20)； 至少一个DC电池(26，28)； AC/DC控制器(22);和 驱动地连接到所述车辆(V)的动力系(33)的AC电动马达(32)； 其中，所述AC发电机(20)和所述至少一个DC电池(26，28)将输入供给到所述AC/DC控制器(22 )，并且所述AC/DC控制器(22 )将来自所述至少一个DC电池(26，28 )的DC输入转换为AC且将AC输出到所述AC电动马达(32)，以便驱动所述车辆(V)的所述动力系(33)。2.如权利要求I所述的混合推进系统(8)，还包括连接到所述AC/DC马达控制器(22)和所述至少一个DC电池(26，28)的DC脉冲充电的计算机控制器(30)。3.如权利要求I所述的混合推进系统(8)，还包括用于控制所述至少一个DC电池的温度的控制部件(48，100)。4.如权利要求3所述的混合推进系统(8)，其中，所述至少一个DC电池(26，28)的温度维持在20°C至35°C的温度内。5.如权利要求3所述的混合推进系统(8)，其中，所述至少一个DC电池(26，28)的温度维持在最优电池温度的± 2 °C的范围内。6.如权利要求I所述的混合推进系统(8)，还包括连接到所述至少一个DC电池(26，28)的电解液泵送系统(48)，以便加热和冷却所述至少一个DC电池(26，28)的电解液，以便维持所述至少一个DC电池(26，28)的电解液的最优温度范围。7.如权利要求I所述的混合推进系统(8)，其中，所述至少一个DC电池(26，28)包括薄板富液式铅酸电池。8.如权利要求I所述的混合推进系统(8)，还包括连接到所述AC发电机(20，200)的磁场削弱电路(206)。9.如权利要求I所述的混合推进系统(8)，其中，所述车辆(V)是能够在正常载荷条件和至少高度公路速度下操作的美国交通部8级车辆。10.一种由如权利要求I所述的混合推进系统(8)供给动力的车辆(V)。11.一种具有混合推进系统(8)的美国交通部8级车辆(V)，该系统包括 碳氢燃料发动机(14)； 由所述碳氢燃料发动机(14)供给动力的AC发电机(20)； 至少一个DC电池(26，28)； AC/DC控制器(22)，其连接到所述AC发电机(20)和所述至少一个DC电池(26，28)；和 AC电动马达(32)，其连接到AC/DC控制器(22)并且与所述车辆(V)的动力系(33)驱动接合； 其中，所述美国交通部8级车辆(V)能够在至少50mph速度下行驶至少5小时。12.如权利要求11所述的美国交通部...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·鲍曼，
申请(专利权)人：电子能量发动机系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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