具有可选择的能量源的车辆推进系统及其使用方法技术方案

一种具有可选择的能量源的车辆推进系统及其使用方法，所述推进系统包括第一扭矩产生装置，其包括电动机械，连接至向电动机械供应电能的第一能量源。该系统还包括具有发动机的第二扭矩产生装置，所述发动机连接至被配置为向发动机供应气态燃料的第二能量源。该系统具有氢产生系统，具有电解槽、供水源、氢分配和装载系统、以及与电网的连接结构。当电解槽电解水时，氢被装载入第二能量源。发动机还连接至被配置为向发动机供应非氢燃料的第三能量源。该系统具有电连接至电机和发动机的控制器，可选择推进组件和燃料源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
如今日益希望减少用于燃料运输的汽油的使用。已经出现了多种替代燃 料源。然而，车辆总体上的多种应用仅当包括由汽油供能的内燃机才能令人 满意。 一个重要的考虑因素是在一天之内行驶数百英里的能力。然而，对于大部分应用，车辆一天只能行驶不超过30英里。因此，能够使用用于推进技术的替代能量源的混合动力和传统车辆通常 将推进技术与汽油机结合起来以应对少数需要长途行驶的场合。替代推进技 术包括电动机和以不同能量源为燃料的内燃机。不同能量源通常由车辆中存 储能量的能力所约束。这种约束的一个例子是可作为车辆电动机能量源工作 的能量电池。为了提供足够的能量以驱动车辆一天行驶30英里，能量电池必 须相当大。问题是大的能量电池所增加的成本使得其对于一般消费者成为受 限制的选择。根据环境保护局(Environmental Protection Agency )的工况驾驶 方法(cycle driving method),如今车辆中使用的很多能量电池仅支持大约6 英里的日常行驶。虽然如今车辆中所使用的很多能量电池可通过能量再生制动充能，还是需要具有完全充能的方法，例如使用商业电网提供的标准家用电力服务的插 电式充能的能力。一种可存储在车辆上的替代能量源为氢。气态氢目前被用在具有燃料电 池或氢燃料内燃机中。美国专利5,785,136号描述了具有热力发动机的混合动 力驱动装置，该热力发动机可由含有烃的燃料驱动，并可生成氢。氢存储在 车辆上的装置中。这种车辆的氢燃料源为穿过放置在车上的转化器的曱醇。 转化器技术，特别是转化器上的薄膜，价格昂贵并且维护要求很高。另外， 使用曱醇作为车载燃料源会要求加油站在汽油之外还具有曱醇源。这对于加油站提供商并不十分经济。需要一种相对便宜、相对易于使用的混合动力车辆推进系统，其在具有 汽油驱动的推进系统以用于一定的运输需要的同时，还具有相互配合的控制、 燃料、推进组件以减少燃料运输中汽油的使用。
技术实现思路
本专利技术实施例涉及一种。一个实施例包括用于具有多个车轮的车辆的车辆推进系统。该系统包括 具有电动机械的第 一扭矩产生装置和具有发动机的第二扭矩产生装置，均可 操作以向至少一个车轮提供扭矩。第一能量源被配置为用于向电动机械供应 电能。第二能量源被配置为用于向发动机供应汽油。氢气产生系统连接至第 二能量源，并可从外部电网向车辆接收电能。氢气产生系统包括电解槽、水 源和氢气分配与装载系统。装载系统被配置为用于当电解槽在从水源接收的 水中产生氢气时从电解槽向第二能量源提供氬气。该系统进一步包括被配置 为用于向发动机供应非氩燃料的第三能量源。控制系统运转地连接至第 一和 第二扭矩产生装置，包括至少一个控制器，该控制系统被配置为用于选择至 少一个扭矩产生装置和至少一个能量源。在其它实施例中，具有可选择能量源的车辆推进系统包括第 一推进组件， 其具有可运转地向车辆至少一个车轮提供扭矩的电力驱动电动机。第一推进 组件也可选择地电力连接至多个能量源。第一能量源可接收电能。第二推进组件具有内燃机。第二推进组件也连接至气体燃料存储箱，其可提供氢气以向发动机供应燃料。第二推进组件进一步连接至第三能量源以存储可向发动机供应燃料的非氢燃料。推进系统具有至少一个具有逻辑模块和控制器的控制系统，控制器适合 选择由逻辑模块所确定的包括至少一个推进组件和至少一个能量源的组合。该组合包括至少三个从群中独立选择的组合，该群包括仅由电池供能的电动 机、由燃料电池供能的电动机、有电池和燃料电池功能的电动机、以氬气为 燃料的内燃机、以氢气和非氬燃料为燃料的内燃机、以氬气和气态烃的混合本专利技术的其它实施例包括使用具有可选择的能量源的车辆推进系统的方法，包括对可用于第一和第二短程能量源的能量的量进行定量。选择一种算 法对至少三种推进系统和能量源的组合进行排序，包括具有第 一和第二短程 能量源的组合。推进系统和能量源的各种组合的选用优先权通过使用该算法 确定。使用控制系统基于该算法的优先顺序选择第一组合。在后一步骤中， 使用第一组合的车辆启动，并被驱动直至第一组合耗尽。然后，选择具有下 一优先权的第二组合。汽车推进系统变换为第二组合。车辆被驱动直至第二 组合耗尽。通过将外部的能量源连接至车辆一段时间对短程能量源重新供能。 所述能量供应的例子包括但不限于电网、丙烷储存箱和天然气管道。附图说明附图1说明了依照本专利技术至少 一个实施例的车辆透视图，其具有平行配置 的可选择能量源的车辆推进系统。附图2说明了依照本专利技术至少 一 个实施例的车辆透视图，其配置中具有可 选择能量源的车辆推进系统。附图3说明了依照本专利技术实施例的使用车辆推进选择系统的方法的控制 逻辑。附图4说明了本专利技术应用逻辑实施例的流程图。具体实施例方式下面对本专利技术的结构、实施例和方法进行详细说明；然而，应了解，所 公开的实施例只是对本专利技术的举例，可表现为多种可选形式。因此，本文所 公开的细节不可解释为限制，而仅是向本专利技术技术人员教导本专利技术多种使用 方式的代表性原理。除非特殊指出，否则本描述中所有指示材料或状态的数量的数字均应被 理解为"大约"以描述本专利技术的最大范围。数字限制内的实践总体上为较佳的。现在参考附图1,图中说明了车辆2的非限制透视图。车辆2具有连接 至车辆2的车轮6 (图中仅可见其中的3个)的动力传输系统(例如，变速 器)4。在某些实施例中，扭矩产生装置例如包括电机8的推进组件连接至变 速器4。电机8电连接至发动机或内燃机10。应当了解，尽管电机8被说明 为电连接，也可独立使用机械连接例如机械变速，或者将其与电机8—起使 用而不脱离本专利技术的精神。发动机IO至少可使用氬燃料、非氢燃料、气态烃或它们的混合物。发动机10可选择地驱动电动机械12。电动机械12的非限 制例为电动机、交流发电机或发电机。混合动力车辆或储存电能的车辆可将这种电动机械12用于动力传输系统。电动机械12的电力输出供应给电机8。 可由推进系统控制器14管理对该电动机械12的选择。由于内燃机IO可以氲、多种氬气烃混合物或非氢燃料例如汽油为燃料， 所以当在燃料间转换时可能需要调整某些发动机设置。例如，发动机10在使 用氢运转时，典型地，可在进气冲程之后接收通过进气口喷射向进气歧管中 的氬以便使早燃减至最少。也可使用热稀释技术例如废气再循环(EGR)或 喷水技术(图中未示)以控制早燃的情况。例如，多燃料发动机可使用一组用于氢的进气口燃料喷射器，和一组可 选择的喷射器用于气态烃燃料包括燃料混合物例如氢-氢气混合物，以及另一 组气缸内喷射器以直接喷射汽油。作为对使用多燃料和燃料混合物内燃机10的所需调整的进一步举例，需 要在切换燃料时对使用无效火花系统的点火系统进行控制。在无效火花系统 中，不论活塞为压缩冲程还是排气冲程，每次活塞接触上止点时对火花塞供 能。对于汽油发动机，无效火花系统工作得很好且没有其他系统昂贵。对于那种火花必须在氢燃料运转中加以避免。由于氢的低点火能的限制，引燃氢很容易，并可使用汽油点火系统。非 常不平衡的空气燃料比例，例如130:1到180:1显著地减小了火焰速度，以允 许使用双火花塞系统。对于典型的汽油燃料，发动机使用的空气/燃料比为 14.9。进一步，典型地将氢发动机设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多个车轮的车辆的推进系统，所述推进系统包含：　第一扭矩产生装置，包括可运转以向至少一个车辆车轮提供扭矩的电动机械；　第二扭矩产生装置，包括可运转以向至少一个车辆车轮提供扭矩的发动机；　被配置为用于向所述电动机械供应电能的第一能量源；　被配置为用于向所述发动机供应气态燃料的第二能量源；　连接至第二能量源且具有从车辆外部电网接收电能的连接点的氢产生系统，所述产生系统包括电解槽、供水源和氢分配／装载系统，氢分配／装载系统被配置为用于当电解槽在从供水源接收的水中产生氢时，从电解槽向第二能量源提供氢；　被配置为用于向发动机供应非氢燃料的第三能量源；和　运转地连接至第一和第二扭矩产生装置的控制系统，包括至少一个控制器，控制系统被配置为用于选择至少一个扭矩产生装置以驱动车辆，及当选择第二扭矩产生装置时选择至少一种燃料以供应给发动机。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大卫瑞奇斯伯瑞翰，道格拉斯布拉德利贝尔，马克约翰詹宁斯，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]