[发明专利]低排放混合式交通工具

说明书

背景技术

本申请大体上涉及交通工具功率系统(vehicle power system)的领域。更具体地，本申请涉及用于中型交通工具和重型交通工具的功率系统。

参照图1，示出了常规的交通工具功率系统10。系统10包括单一的主功率设备或功率源12。对于中型和重型卡车来说，功率源12典型地是柴油发动机，但是在其他实施方案中还可以是汽油发动机或另一种合适的便携式功率源。功率源12驱动轮14以推进交通工具。典型地，功率源12的输出轴被耦合于传动轴16(例如通过传动装置或其他中间装置)。传动轴16进而将动力传递至两个或更多个轮14。

对于消防车来说，功率源12还可以被配置为驱动用于交通工具的主水泵40。主泵40用于从源(例如消防栓、水池、湖泊等等)泵送水，使得水或泡沫可以通过软管或固定喷口或车载消防炮(deck gun)被输出。

如图示的，除了轮14和主水泵40之外，功率源12还向其他装置提供动力。这典型地通过经过带和带轮的转动传递能量或通过经过动力轴的直接驱动来进行。内燃机(例如汽油发动机、柴油发动机)供给动力的交通工具经常包括蛇形带。蛇形带被引导为与被内燃机驱动的输入带轮和耦合于外围装置的一个或多个输出带轮接合。内燃机供给动力的外围装置代表了寄生负载(parasitic load)。这些寄生负载包括底盘主交流发电机18、主空气调节(HVAC)压缩机20以及第二交流发电机和压缩机、液压马达和气动马达、用于火灾抑制的第二水泵等等。

主交流发电机和第二交流发电机将内燃机的动力输出的一部分转换为电功率(electrical power)。交流发电机18被耦合于一个或多个电池22。该电功率被用于运行各种装置，例如传感器、泵、机载计算机、风扇等等。压缩机20可以是用于蒸气压缩制冷系统24的压缩机。制冷系统24还包括蒸发器26、冷凝器28和膨胀阀29。额外的装置，例如风扇、泵和电子设备，也可以直接地或经过交流发电机18从功率源12抽取功率。内燃机必须被控制尺寸以向寄生负载以及向交通工具的传动系二者提供功率，以驱动轮。因此，内燃机通常被设计为是较大的并且具有比简单地推进交通工具所需要的功率输出大的功率输出。

此外，当交通工具是静止的时，内燃机可以被空转以向寄生负载提供功率。在空转时，大内燃机可以产生过量的噪音和燃烧污染，以及消耗大量的燃料。这样的空转时期对于中型和重型救援和多用途运交通工具，例如消防车、运载交通工具、救护车、起重机等等，可以是特别显著的。

这些非高能量系统的使用典型地具有比驱动轮和诸如主消防泵的高功率装置的高能量负载需求的负载循环时间更高的负载循环时间，并且因此不需要在典型的主功率设备上消耗的较大的功率和燃料消耗。

消防车经常包括以柴油发电机的形式的辅助功率单元。发电机可以被用于向液压设备、泵和其他装置提供功率。如图2中所示，已知的是系统30包括被附加于交通工具12以补充第一功率源12的次级功率源32。当交通工具需要额外的电流或额外的加热和/或冷却时，次级功率源32在主功率源12正在操作的同时被激活，因此提供为了保持这样描述的系统操作所必需的额外的能量或机械力。

这种类型的配置可以包括转换开关(transfer switch)34，转换开关提供主功率设备交流发电机18和次级功率源32之间的功率平衡以防止由两个独立的电源导致的过电流过电压差异。

机械功率平衡必须还在如图示的螺线管36的使用期间被提供，以保护主功率设备空气调节压缩机20不受由第二功率设备空气调节压缩机38导致的气动浪涌(pneumatic surge)。

将是期望的是，提供用于交通工具的改进的功率系统，该改进的功率系统通过去除寄生负载而减少了施加在主功率源上的负载。

发明内容

本发明的一个实施方案涉及用于交通工具的功率系统。功率系统包括被配置为向交通工具的轮提供动力的第一功率源(first power source)。功率系统还包括第二功率源、被第二功率源供给功率的电气系统以及被第二功率源供给功率的附件。第一功率源不向电气系统或向附件提供功率。

将理解，上文的大体描述和下文的详细描述二者都仅是示例性的和解释性的，并且不限制被要求保护的本发明。

附图说明

从下文的说明书、所附的权利要求以及在附图中示出的所附的示例性的实施方案，本发明的这些以及其他的特征、方面和优点将变得明显，以下简要描述附图。

图1是常规的交通工具驱动系统的简图。