[發明專利]使用自由活塞線性交流發電機發動機的混合動力系統

有效

• 申請號: 201010232302.3
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN101954854A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: P·M·納特;T-W·擴;R·B·拉斯克;A·巴巴吉莫普洛斯;Z·S·菲利皮;G·拉瓦;D·N·阿薩尼斯
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司;密執安大學評議會
• 主分類號: B60K6/20
• 分類號: B60K6/20;B60K6/26;B60W10/06;B60W10/08;B60W10/26;B60W20/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 范曉斌

技術領域

本發明涉及混合動力系統。

背景技術

該部分的內容僅提供與本發明有關的背景信息，且可能不構成現有技術。

車輛使用動力系統來產生牽引扭矩并將牽引扭矩傳輸給輸出構件。用于機動車輛的已知混合動力系統包括內燃機和扭矩機，內燃機和扭矩機將牽引扭矩傳遞給一個或多個驅動輪，包括通過變速器裝置將扭矩傳輸給被聯接到傳動系的輸出構件。一種已知混合動力系統包括電機，電機配置成操作為與電能存儲裝置交換電功率的扭矩馬達和電功率發電機。

混合動力系統包括與一個或多個扭矩機機械地串聯聯接的內燃機，包括使用電功率來推進的里程擴展電動車輛和插電式混合動力電動車輛。

一種已知內燃機包括具有兩個對置氣缸的往復式內燃機，雙端自由活塞在氣缸中振動。在對置氣缸中的雙端自由活塞形成兩個可變容積燃燒室。對置氣缸可以具有在其中一體形成的線性交流發電機，并且雙端自由活塞包括多個永磁體。當自由活塞在發動機的操作期間在兩個對置氣缸內振動時，產生電能，所述電能可用于給扭矩機提供動力或者可以存儲在電能存儲裝置中。因而，該操作將發動機燃料形式的化學能直接轉換為電能和動力。

發明內容

一種混合動力系統包括電能存儲裝置和電驅動扭矩機。所述電驅動扭矩機產生可傳輸給傳動系的扭矩且反作用來自于傳動系的扭矩。所述混合動力系統包括多個往復式自由活塞內燃機，每個包括配置成產生電功率的線性交流發電機裝置。功率電子電路配置成在每個線性交流發電機裝置、電能存儲裝置和扭矩機之間傳輸電功率。控制模塊配置成響應于操作者扭矩請求和電能存儲裝置的電荷狀態來確定機械和電功率需求。所述控制模塊命令往復式自由活塞內燃機的操作以響應于電功率需求產生電功率。

方案1.一種混合動力系統，包括：

電能存儲裝置；

電驅動扭矩機，所述電驅動扭矩機配置成產生可傳輸給傳動系的扭矩且反作用來自于所述傳動系的扭矩；

多個往復式自由活塞內燃機，每個包括配置成在處于發動機開啟狀態時產生電功率的線性交流發電機裝置；

功率電子電路，所述功率電子電路配置成在每個線性交流發電機裝置、電能存儲裝置和扭矩機之間傳輸電功率；以及

控制模塊，所述控制模塊配置成：

響應于操作者扭矩請求和電能存儲裝置的電荷狀態來確定機械和電功率需求，

命令扭矩機的操作以響應于機械功率需求產生輸出扭矩，以及

命令往復式自由活塞內燃機的操作以響應于電功率需求產生電功率。

方案2.根據方案1所述的混合動力系統，其中，命令往復式自由活塞內燃機的操作以響應于電功率需求產生電功率包括這樣的功率管理方案：所述功率管理方案包括獨立地命令每個往復式自由活塞內燃機在從最小電功率至最大電功率的輸出功率范圍內操作以響應于電功率需求產生電功率。

方案3.根據方案1所述的混合動力系統，其中，命令往復式自由活塞內燃機的操作以響應于電功率需求產生電功率包括這樣的功率管理方案：所述功率管理方案包括命令所有往復式自由活塞內燃機以發動機開啟狀態和發動機關閉狀態之一同時操作。

方案4.根據方案1所述的混合動力系統，其中，命令往復式自由活塞內燃機的操作以響應于電功率需求產生電功率包括這樣的功率管理方案：所述功率管理方案包括命令每個往復式自由活塞內燃機以發動機開啟狀態和發動機關閉狀態之一獨立操作。

方案5.根據方案4所述的混合動力系統，其中，每個往復式自由活塞內燃機的獨立操作包括在發動機開啟狀態以額定輸出功率獨立操作。

方案6.根據方案4所述的混合動力系統，其中，每個往復式自由活塞內燃機的獨立操作包括在發動機開啟狀態以共振速度和額定輸出功率獨立操作。

方案7.根據方案4所述的混合動力系統，其中，每個往復式自由活塞內燃機的獨立操作包括在發動機開啟狀態以額定輸出功率的預定比例獨立操作。

方案8.根據方案4所述的混合動力系統，其中，每個往復式自由活塞內燃機的獨立操作包括操作所述往復式自由活塞內燃機中的選定內燃機，以產生比與操作者扭矩請求相關的所需機械功率更大的總電功率。

方案9.根據方案4所述的混合動力系統，其中，每個往復式自由活塞內燃機的獨立操作包括操作所述往復式自由活塞內燃機中的選定內燃機，以產生比與操作者扭矩請求相關的所需機械功率更小的總電功率。

方案10.根據方案1所述的混合動力系統，其中，包括線性交流發電機裝置的所述往復式自由活塞內燃機配置成在以發動機開啟狀態在共振速度下操作時產生相同的額定輸出功率。