装备氢动力内燃机的方法和系统技术方案

一种有一氢动力内燃机（１）的混合式车辆，在怠速或轻负荷工况下，该内燃机采用气缸不起动的策略。向该氢内燃机供应连续的空气流。一个响应发动机速度和加速器踏板位置的控制系统计算喷入该连续空气流的明确氢量。形成的气流在发动机（１）中燃烧而向车辆提供动力。在怠速或轻负荷工况期间，可以停止通向一个或多个气缸的氢供应，而保持通向气缸的空气流。可再充电的蓄电池（７）和从其接受电力的电动机（８）用于补充该氢动力内燃机（１）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的涉及一种排放物非常低的包括一个整体推进系统的混合式电动车辆，尤其涉及一种用于混合式车辆的氢动力内燃机。该氢动力内燃机不用节流阀操作并使用一种气缸不起动策略来在怠速和轻负荷工况下减小功率。
技术介绍
当世界人口膨胀而其经济增长时，大气中的二氧化碳浓度正使地球越来越暖而使气候发生变化。但是，全球的能量系统正稳定地减少其燃烧产生有害气体的富碳燃料。专家说，大气的二氧化碳值在下世纪末之前可能是前工业时代的两倍，但专家也说，二氧化碳值将会高得多，除非低碳燃料的趋势持续一百年以上。其次，化石燃料产生污染，并且是国家间战略军事斗争的原因。接近一个半世纪以来，含碳量高的燃料已逐渐地被含碳量越来越小的燃料所替代。首先，含碳量高的木材在19世纪后期被含碳低的煤所替代。然后含碳量更低的石油在19世纪60年代超过了占首位的煤。现在分析家说，含碳更少的天然气可能进入其全盛时期，而提供完全无碳的燃料的氢的时代可能最终已进入黎明时期。结果，专家估计，今天世界经济每产生单位能量所消耗的碳少于1860年的三分之二。在美国，据估计，从1950年以来，低碳燃料的趋势与更高能效的结合对每单位经济产出已减少了约一半的碳排出量。因此，能源系统的减碳是从能源系统最近20年分析中出现的单独最重要的事实。已经有人预言，这种进展将在21世纪末产生一种无碳的能量系统。本专利技术将使该时期缩短若干年。在近期，氢将用于轿车、卡车和工厂的燃料电池，就像它已为轨道宇宙飞船提供动力一样。但最终，氢也将提供一种满足所有燃料需求的通用的无碳燃料。如近来报纸文章所述，大企业(尤其在美国)已长期怀疑全球正在变暖的论断，并已喧嚣地否定气候变化的科学论断。电力公司甚至已试图在普通民众中增加关于有关气候变化的国际条约会抑制经济增长和减少就业的害怕情绪。因此，十分鼓舞人心的是，一些世界上最大的公司如英荷壳牌石油公司和英国石油公司这两个欧洲大石油企业现在清楚地说出从前认为是异端邪说的观点全球变暖是真的，应当立即行动。许多美国企业发誓要找到办法来减少其电厂对大气的污染。世界上最大的化工企业杜邦公司甚至宣称，它自愿在10年内将其温室气体的排放减少到1990年的35％的水平。排放温室气体和其它污染物质的重要行业汽车工业(尽管其车辆排放已明确减少)现在已经认识到变化是必要的，如其电动汽车和混合式汽车所证明的。氢是“终极燃料”。事实上，大多数人认为氢是下一个千禧年的“那种”燃料，而且氢是用之不竭的。氢是宇宙中最丰富的元素(超过95％)，并且是“创世大爆炸”所创造的第一个元素。氢能够为我们的星球提供用之不竭的清洁能源，氢可以用各种将水分解为氢和氧的工艺来生产。氢可以以固态形式储存和运输。本专利申请书可以创造一种用于此种以氢为基础的经济的全套生产/储存/运输/传送系统。例如，可以很容易地将诸如在美国专利No.4,678,679(其公开内容参考合并于此)中提出的经济的轻量的三结非晶硅太阳电池(本专利技术人之一Stanfod R.Ovshinsky是该专利技术的先驱者)设置在一片水体的附近，在那里其固有的开放电路的高电压可以用于将水分解为其组成气体，并收集如此生产的氢。同样，通过将这些高效太阳电池组件安置在附近的农场上、水中或地上，可以产生电而将氢运输和泵抽到包括此处公开的本专利技术的金属氢化物合金的金属氢化物储存床中。这些合金的超高容量允许将这些氢以固体形式储存，以便以对最终用途安全而经济的形式用船只、油罐、火车或卡车运输。能源是当今任何社会的生命和文明的基本必需品，而以此处描述的方式使用作为基本能源的氢将结束为了控制化石燃料而产生的战争。代替“从油井到车轮”这一用语，现在将会说“从能源到车轮”。过去已经相当注意用氢作为燃料或燃料的补充。虽然世界的石油储备是可以枯竭的，但氢的供应实际上是无限的。氢可以从煤、天然气和其它烃产生，或者通过水的电解来制成，但最好通过太阳的能量来制成，太阳主要由氢组成，而其本身可看作一个巨大的氢“炉”。况且氢的生产可以不用化合燃料，例如利用核能或太阳能或其它形式的经济能源(如风能、波浪能、地热能等)来电解水而制成氢。其次，氢是一种固有的低成本燃料，虽然目前比石油贵。氢具有每单位重量的任何化学燃料中最高的能量密度，并且基本上不污染，因为“燃烧”氢的主要副产品是水。因此，氢可以是解决许多世界能源有关问题如气候变化、污染、对石油的战略依赖等的方法以及提供一种帮助发展中国家的手段。虽然氢具有作为燃料的广泛潜在用途，但其应用特别是在汽车用途如作为车辆动力中的主要缺点是缺少可以接受的轻量的储氢介质。传统上，氢在高压下储存在耐压容器中或作为已冷却到极低温度的低温液体而储存。将氢作为压缩气体或液体而储存涉及使用又大又重的容器，使得利用氢来作为车辆的动力不可行。作为替代的是，已知某些金属和合金允许可逆地储存和释放氢。在这方面，由于其储氢效率高，它们已被看作是优越的储氢材料。比起作为压缩气体或压力罐中液体的储存，作为固体氢化物的储氢能提供更大的体积储存密度。同时，比起由作为气体或液体而储存在容器中的氢所产生的安全问题来，固体氢化物中的储氢的安全问题很少。题为《能够产生以氢为基础的经济系统的高储氢容量的合金》的美国专利No.6,193,919中充分描述了这些合金，该专利参考合并于此。有了储氢的这些发展，氢现在可有效地用作给车辆提供动力的燃料。通过在特定的温度/压力或电化学条件下形成金属氢化物和以高密度吸收氢，固态金属或合金系统能够储存大量的氢，而且通过变化这些条件，可以容易地释放氢。随着现在氢成为给车辆提供动力的可行能源，已在设计用氢甚于用化合燃料的发动机方面进行了可观的研究。在这些设计中，在内燃机中燃烧氢混合物，非常像在当前的内燃机中燃烧汽油和其它烃。但是，采用氢，不需要催化转化剂来处理烃，在废气中也不存在需要符合排放标准的一氧化碳。使用汽油或其它烃燃料的内燃机通常依靠催化剂和废气成分传感器来符合排放标准。在那些发动机中，减少或消除通到一个或多个气缸的燃料流而没有按比例地减少或消除空气流是不可能的(也即为了废气成分传感器和催化剂有效地起作用，在所有气缸中必须保持均匀的空气燃料比)。废气中存在空气使那些装置效率降低。氢内燃机不需要排出烃或一氧化碳催化剂，因此当输入到一个或多个气缸的燃料减少或消除时，它们能够继续洁净地操作。在本专利技术中，在怠速之类需要低功率期间或当发动机处于轻负荷时，利用特定气缸的中断燃料供应来减小发动机功率。作为单独用内燃机作动力的车辆的替代，因为具有满足在下一个十年中将汽车燃料经济提高到三倍的目标的技术能力，所以混合式电动车辆(HEV)已获得欢迎。混合式车辆采用内燃机和蓄电池驱动的电动机的组合，已提出各种构型。混合式系统分为两种广泛的类别，即串联式和并联式系统。在典型的串联式系统中，一台电动机用于驱动车辆，而发动机用于给蓄电池再充电。在并联式系统中，内燃机和电动机两者均用于驱动车辆而能平行地为此目的而操作。在这两个广泛类别内还有变化。例如，存在利用串联式和并联式系统的组合。在所谓“双重方式”系统中，推进方式可以由操作者或由计算机系统选作或者是“全电动”或者是“全发动机”推进方式。在该“范围扩展”系统中，初始的电力系统用于推进，而发动机用于峰值负荷和/或用于蓄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合式电动车辆，包括：　　　　一个有多个气缸的氢动力内燃机，每个气缸有连续的空气流供应；　　　　多个适合于向每股所述连续的空气流提供一定量氢的氢喷射器，所述氢在所述多个气缸中受到压缩并燃烧；　　　　一种适合于补充所述氢内燃机的电动机；　　　　一个给所述电动机供应电力的可再充电的电池组；以及　　　　一个向所述氢动力内燃机供应氢的氢源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：SR奥夫辛斯基，RC斯特姆佩尔，RO盖斯，BA维布斯特，I基诺斯塔，
申请(专利权)人：特克萨科双向氢系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]