[發明專利]混合電動車輛及其制造方法

無效

• 申請號: 200980113047.6
• 申請日: 2009-02-12
• 公開（公告）號: CN102099217A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: J·戈德溫;U·克魯格;尼爾·楊
• 申請（專利權）人: 尼爾·楊
• 主分類號: B60K6/46
• 分類號: B60K6/46;B60K6/28;B60W10/26;B60L11/18;B60L11/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平

本申請案為以2008年2月13日提交的序列號為61/028353的美國臨時申請為優先權的PCT申請案，該美國臨時申請的全文以引用方式并入本文中。

技術領域

本發明所描述的領域為混合電動機車輛、部件設計及相關技術。

背景技術

近年來，電動車及混合-電動車輛(現有汽車與概念汽車)因汽油成本上升、通勤時間較長、交通擁擠以及對溫室氣體排放及使用外國石油的后果的公眾意識增強而日益受到歡迎。

本國原油鉆采的現實在于，沒有足夠的設備或精煉廠來加工足夠的所采原油以滿足我們的直接需求量。所采任何原油歷時至少八年才可備好用于公眾消費。用于彌補外國石油進口、本國石油生產與新技術之間差距的兩個其它選項為乙醇及壓縮天然氣。兩種燃料均可解決美國依賴外國石油來源的問題。但兩種燃料均無法解決溫室氣體排放及完全可再生能源的問題。

與南美用糖制備乙醇相反，在美國，乙醇是由玉米或柳枝稷(switchgrass)制備，且用作燃料添加劑與直接燃料源。雖然乙醇燃料比汽油清潔，但制備乙醇的過程充滿溫室氣體產生源，包括燃燒煤以使玉米轉化為乙醇的乙醇生成設施。

壓縮天然氣(CNG)為化石燃料來源且在美國大量存在。雖然其為較清潔的燃料，但其仍產生溫室氣體。圍繞CNG的技術創新主要針對四者：CNG的開采；加油站改造以接受CNG，因為儲存此燃料源所需的罐較大；重組輸送生產線以制造可接受CNG的發動機：以及凈化溫室氣體的排出氣流。

當同時顯著改進燃料效率、發展零排放發動機及長途旅行而無需充電(若汽車為電動汽車)時，汽車發展領域內的“圣杯”欲給與消費者無限的汽車可選項。汽車買主不愿被迫購買儲存空間、動力或牽引力小/沒有的小型汽車。

開發者也利用新的動力產生源例如太陽能及渦輪機以向新發動機提供動力。顯然，該兩種動力源均可再生且不依賴復雜的開采、精煉及生產過程。此特定技術的關鍵創新為改進太陽能電池板及部件的效率及尺寸，以及在渦輪機發展方面的類似改進。這些技術創新已大規模地出現于太陽能及風輪機發電中。

一旦動力生成且儲存后備動力，則下一步為給與車迷一個對駕馭該新型車感到激動的理由。這種激動大部分來自在不同地形上強力快速移動而無性能損失的能力。

技術的深遠發展已足以使“理想車”的概念成為典型消費者的現實。理想車由無限的可再生能源例如風、波浪或太陽提供動力。在風及波浪的情況下，這些能源中每種可用于產生用于給車輛中的電池充電的電力。理想車如上所述為汽車買主想購買的任何車輛類型。若消費者想購買例如Suburban或Hummer的大型運動型多用途車(SUV)，則該車應為混合動力-電動型或電動型、動力強且在充電之間具有長旅行范圍。與作為動力及電力的單向消耗裝置相反，這些汽車必要時也應為能夠為家用設施或其它設施提供動力的零排放車輛。

隨著研究人員繼續開發新穎且經改良的發動機，存在關注的若干方面：性能、效率及易使用性。性能可借由交通工具-無論其為汽車、摩托車還是舟艇-在駕駛員“請求”更大動力時如何響應來度量。無論駕駛員想快速加速還是穩速爬坡，當建造及/或改良發動機時，性能均為重要考慮。效率與性能相關，且依據儲存能量中有多少轉化為動能且有多少作為熱損失來度量。最后，易使用性涉及發動機及相關裝置是否易制造、易安裝及易于由消費者保養。設計、開發及建立新發動機技術時，應考慮并平衡所有這些部件特性。

電動車輛，例如Tesla?Motors的Tesla?Roadster，具有某些優點。其因不產生溫室氣體而被視為“零排放”車輛。然而，存在與傳統電動車輛相關聯的某些局限。最明顯的是，電動車輛的行程受其電池容量及電池長再充電時間限制。使用鉛酸電池的典型電動車輛在需要再充電前具有小于100英里的行程。高級電池例如鎳金屬氫化物(NiMH)及鋰離子電池具有較高容量，但仍不能用于長途旅行。電動車輛的另一缺陷為其動力源。雖然電動車輛不產生溫室氣體，但其依賴動力裝置所產生的能量。這些動力裝置中很多裝置排放溫室氣體，且動力裝置所產生的大部分動力在自動力裝置傳遞至消耗裝置期間被浪費掉。

使用混合電動動力系-電動馬達與內燃機的組合-解決電動車輛的行程局限；然而，其不能解決燃料消耗及溫室氣體排放問題。常規的混合動力電動車輛通常具有小型汽油發動機及電動馬達。電動馬達、汽油發動機或兩者的組合可用于向車輛提供動力。因此，當電池能量低時，車輛仍可單獨使用汽油發動機運行。通常，傳統混合動力電動車輛使用再生制動以向其電池充電。