电动牵引系统及其方法技术方案

将动力交换单元（ＰＸＵ）通过ＰＴＯ端口联接到车辆现有手动传动装置。将电动发电机联接到所述ＰＸＵ。将电池电联接到电动发电机以供电来推进所述车辆。将控制单元联接到电动发电机和电池，并构造成在第一和第二模式之间切换车辆的运行，其中，在第一模式中，车辆的内燃机推进车辆，而在第二模式中，电动发电机在电动机模式中推进车辆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及车辆上的电动推进系统，S卩，牵引系统，包括如此系统的改装安装。 附图说明图IA和IB是具有安装在车辆上的电动牵引系统实施例的车辆驱动测试结果的曲 线图；图2是车辆系统部件的框图；图3是本专利技术所揭示实施例的系统部件的框图；图4是所揭示实施例的系统部件的框图；图5A-5D是所揭示实施例的支架的示意图；图6是所揭示实施例的系统部件的框图；图7是用于所揭示实施例中的方法步骤的流程图；图8是所揭示实施例中使用状态的状态图；以及图9是根据本专利技术实施例的车辆改装的方法步骤的流程图。各个附图中相同的附图标记表示相同的元件。具体实施例方式在以下对优选实施例的详细描述中，将参照示出可实践本专利技术的实施例的附图。 应该理解到，也可使用其它的实施例且可在不脱离本专利技术的范围的情况下作出各种变化。 附图和详细描述并不意图将本专利技术限制在所揭示的具体形式中。相反，意图是涵盖所有落 入由附后权利要求书所定义的本专利技术的精神和范围之内的修改、等价物和替代物。这里的 标题并不意图以任何方式来限制主题。一方面，本专利技术使用构造更为结实的车辆传动装置的接入端口(access port)(也 称之为动力输出端口( “ΡΤ0”端口))，其中该端口能使转换方法论适用于超过3，000，000 辆美国卡车的目前8级的重型车辆(HDV)车队，考虑到联邦要求的排放规定。这就是说，一 方面，本专利技术的改装系统适用于HDV并具有10至15年的寿命循环，在现实世界限制内减少 排放和燃料消耗。这可以通过各种方法和技术来实现，这些方法和技术不仅适于现有车队 的多种多样和老化的硬件，而且适于这些卡车的经济上脆弱的所有权结构。在本专利技术的一个实施例中，对传统的HDV提供改装结构，其能够在单一驾驶时间 内在以下两种模式中运行i)内燃机(ICE)模式，其中，ICE通过控制器从传统的PTO端口将动力输出到添置的电动牵引电动发电机(ETMG)，并由此向作为发电机的ETMG提供机械 动力，以产生并在大型电池内储存电荷，以及ii)电动牵引电动机模式(或简称为“ET模 式”)，其中，ICE关闭，从电池中送回储存的电荷(通过控制器和同一 ETMG)，由此，对作为电 动机的ETMG提供电力，以将机械动力提供到同一 PTO内而独立地推进车辆。在另一方面， 控制器构造成响应于驾驶和电池状态，在ICE和ET模式之间自动地切换HDV。例如，在本发 明的实施例中，控制器在ET模式中自动地启动HDV，并响应于达到某一上限的车辆速度将 其切换到ICE模式，其中该上限根据例如车辆上的载荷可以在15至30MPH范围之内。相应 地，控制器再响应于落到限值以下的HDV速度，自动地将HDV切换到ET模式。该自动切换 在单一驾驶时间内可发生多次。这里术语“牵弓I ”可与术语“推进”互换地使用。如术语在本文中所使用的那样，术语“驾驶时间”是指从离开点至到达点的行程， 并可包括返回行程。例如，对于洛杉矶港口区域内的日间卡车来说，这可包括日间的行程， 例如，车辆从运输公司的大院出发，行驶在城市街道上到达港口，在港口等待装货(可能包 括排队缓慢地蠕动的长时间的间隔)，离开港口，行驶在城市街道上到达递送点，以及返回 到大院子内。(当然，可替代地包括先从大院行驶在城市街道上，到达提货点，然后，行驶到 港口，在港口内等待卸货，离开港口，行驶在城市街道上到达递送点，以及返回到大院子。) 可以包括没有到港口的行程，或日间一次以上到港口的行程。在单日内可包括一个以上的 提货点和一个以上递送点。现参照图IA和1B，图中示出本专利技术实施例的测试数据。测试数据由装备有ET系 统的根据行车循环驾驶的HDV产生，行车循环代表日间卡车的行车循环(例如，在洛杉矶港 口区域)。图IA示出“仅驾驶室(cab)”测试的测试数据。图IB示出50，000磅车辆毛重 的卡车的数据。本专利技术实施例利用动力交换单元(PXU)代替传统的ΡΤ0。对于旨在解决这里所述 经济上有挑战性的所有关系的结构的这里所述用途范围很广的各种车队来说，该PXU有助 于将ETMG改装到传统的传动装置。PXU的设计只能部分地依据现有HD卡车行车循环中遇 到的有关速度和转矩的需要和限制等的发现。除了有助于PXU设计，对于HD日间卡车的行 车循环的研究也有助于能够选择改装ETMG和用于本专利技术的电池，并帮助开发用于改装电 动牵引系统和方法的控制逻辑的特殊的算法和约束条件。该算法子控制何时通过ETMG对 卡车供电，何时对ETMG提供机械动力来对电池充电，以及以何种充电速率进行充电，何时 自动地在ET和ICE模式之间进行切换以及如何进行。根据HDV在街道上行驶循环的要求，在本专利技术的一个实施例中，传动装置是重型 的手动传动装置，且该卡车在大部分距离上在一街道行驶速度范围内由ET模式中的ETMG 根据传统的街道行驶循环推动，使得驾驶员有必要手动对传动装置换挡，以在ET模式驾驶 过程中达到街道行驶速度。在一个实施例中，即使ETMG可能通过PXU连接到传动输入也可 能达到街道形式速度，此时，不像传统ICE驱动的结构那样，无需借助于离合器，在还童ICE 结构中，ICE可暂时地通过车辆传统的ICE/传动装置离合器与传动装置脱离，以便进行换 挡。此外，在本专利技术实施例的一个方面，已经发现了诸多问题，并解决了有关结构和涉及如 何在ET模式中对重型手动传动装置换挡的方法，即，不使用通常用来暂时地脱离HDV推进 力源的离合器。如上所述，已知用来解决非常特殊的问题的各种改装系统，但不解决范围的街道 行驶问题。与上述本专利技术的结构相比，用于如今街道驾驶条件的混合型电动车辆(HEV)倾 向于对HEV的运行进行原始制造，例如，用于动力共享和自动换挡的原始设备制造(OEM)中 的专用设计的传动装置。通常地，这些专用自动传动装置一体地包括所有用于电动机和ICE 的必要的齿轮，并甚至可包括电动机本身，即，安装在传动箱内，OEM HEV通常还在大部分时 间同时运行电动机和ICE。如上所述，根据本专利技术的一个实施例，该技术仍还不仅适用于解决老化硬件的特 性，而且还解决上述脆弱的所有权结构。相比之下，HDV排放问题已经存在多年，主要的卡 车制造商继续销售将排放减小到更接近于可接受的水平的基于ICE的卡车。该现有技术的 方案基本上不减少化石燃料的消耗，并已经导致更昂贵的8级HDV。然而，现有的8级HDV 所有权结构包括大约700，000至900，000个独立的业主/经营者。卡车工业的该所有权等 级之所以沿袭和成长，主要是由于8级HDV的长寿命所带来的预拥有的HDV。大部分独立的 卡车运输者简直就买不起新的符合于排放要求的HDV，其可高达$125，000。据估计一辆新 的清洁的柴油HDV是$1 ，000。估计一辆液化天然气驱动的HDV是$184，000。应该指出 的是，3百万以上8级HDV的现有车队的大约四分之一是1993年的型号或更老的车辆。要 更换目前的车队成本可能高达$500，0亿。因此，如果没有政府大量的津贴要在短期内更新 新的符合排放要求的HDV的话，则就会置这些业主/经营者破产。为了解决这个问题，根据 本专利技术，提供一种改装的ET系统。现参照图2，图中示出原始设备制造的HDV202。车辆202包括通过离合器206联 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改装车辆的方法包括：　　安装通过ＰＴＯ端口联接到车辆的现有手动传动装置的动力交换单元（ＰＸＵ）；　　安装联接到所述ＰＸＵ的电动发电机；　　安装电联接到所述电动发电机的电池，所述电池用于供电来推进所述车辆；　　安装联接到所述电动发电机和所述电池的控制单元，所述控制单元构造成在第一模式与第二模式之间切换所述车辆的运行，　　其中，在所述第一模式中，所述车辆的内燃机推进所述车辆，而在所述第二模式中，所述电动发电机在电动机模式中推进所述车辆。

【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：BC布拉德利，JC迪尔，D哈里森，WA哈里森，WO哈里森，P诺曼，W图尔波，
申请(专利权)人：零发射体系股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]