[发明专利]具有电动混合动力的外负载和发动机关闭性能的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及由发动机提供动力的车辆，尤其涉及诸如包括用于驱动主负载和 外负载的内燃机的作业机械的车辆。

背景技术

诸如建筑作业机械、农用作业机械或林业作业机械形式的作业机械的车辆通 常包括内燃(IC)发动机形式的动力单元。IC发动机可以是压燃点火发动机(即 柴油发动机)或火花点火式发动机(即汽油发动机)的形式。对于大多数重型作 业机械，动力单元是对于相关作业操作具有更好的拖拉、下拉和扭矩特性的柴油 发动机的形式。

内燃发动机上的负荷冲击可能是由于动力传动系统负载(例如，作业机械后 面牵引的工具)或外负载(即非动力传动系统负载)。外负载可分为包括寄生负载 和辅助负载两种。寄生负载是通过作业机械的正常操作置于发动机上的非动力传 动系统负载，无需操作员干预(例如，发动机冷却风扇、液压油冷却回路泵等)。 辅助负载是通过选定的操作员干预置于发动机上的非动力传动系统负载(例如， 辅助液压负载，诸如在联合收割机上的螺旋卸载机、前端装载机、反铲附件等)。

提高性能和燃油经济性的要求在未来的十年内将显著提高作业机械。通过若 干装置的实施来减少排放量将会很复杂。作业机械尺寸和生产率的日益增加预计 将导致高于经济的单个内燃机中可供应的动力需求。这将推动使用大型、重型和 昂贵的工业发动机的车辆的发展。这种发动机的复杂性和成本可能抑制和减少更 高容量机械的实施。

发明内容

本发明的一种形式涉及一种车辆，其具有：一动力单元，该动力单元与一个 或多个主负载机械连接，该主负载包括一推进负载；至少一个蓄电装置具有一电 力输出，该电力输出在一驱动时段与至少一个外负载连接；每个外负载均不同于 所述一个或多个主负载；一发电机，其与所述动力单元机械连接并与所述至少一 个蓄电装置电连接；所述发电机具有一充电输出至所述至少一个蓄电装置；至少 一个电气处理电路，其被构形用以选择性地连接所述至少一个蓄电装置与所述一 个或多个外负载，所述至少一个电气处理电路还被构形用以在充电时段选择性地 连接所述发电机与所述至少一个蓄电装置。所述充电输出和所述充电时段取决于 所述至少一个蓄电装置的电力输出和所述驱动时段。

本发明的另一种形式涉及一种操作车辆的方法，包括以下步骤：利用动力单 元机械驱动至少一个主负载，所述至少一个主负载包括一推进负载；使用所述动 力单元机械驱动一发电机；使用至少一个蓄电装置供给至少一个外负载电动动力， 每个外负载均不同于所述一个或多个主负载；以及根据所述至少一个外负载的平 均负载周期，控制发电机给所述至少一个蓄电装置充电。

本发明的另一种形式涉及一种操作车辆的方法，包括以下步骤：利用动力单 元机械驱动至少一个主负载，所述至少一个主负载包括一推进负载；使用所述动 力单元机械驱动一发电机，所述发电机具有一充电输出；使用来自至少一个蓄电 装置的电力输出在一驱动时段供给至少一个外负载电动动力，每个外负载均不同 于所述一个或多个主负载；以及在一充电时段控制所述发电机给所述至少一个蓄 电装置充电，所述充电输出和所述充电时段取决于来自所述至少一个蓄电装置的 所述电力输出和所述驱动时段。

附图说明

图1是本发明实施例所述车辆的示意图；

图2A和图2B是本发明具体实施例的农用联合收割机形式车辆的示意图；和

图3是本发明实施例所述一种操作车辆方法的流程图。

具体实施方案

车辆可以使用混合电动-内燃发动机技术，利用蓄电池补充具有电力升压的内 燃机。这预期将工作得非常好，但所述电力升压仅仅适用于相对较短的时间内。 有多少时间可用电力升压取决于所述电池的大小。具有足够的提供持续的电力升 压的电池必然是大型、重型和昂贵的，因而限制了其实用性。

利用电池升压混合的另一个优点是在内燃发动机关闭时能够利用电力驱动。 例如，供暖通风和空调(HVAC)、灯、空气压缩机、冷却风扇、粮箱卸载系统等 可以运行而无需启动内燃发动机。此外，在发动机关闭时这些驱动运行的时间受 电池大小限制。在发动机关闭的情况下，电池大到足以做大量的工作来延长时间， 对实际来说可能过大、重和昂贵。