[发明专利]混合动力系系统

说明书

技术领域

本发明的示例性实施例涉及混合动力系系统且更特定而言涉及具有多个内燃机配置的混合动力系。

背景技术

越来越关注燃料经济和由机动车辆中碳氢化合物燃烧造成的温室气体的大气排放和其它调控排气的排放导致共同努力来发展更加燃料高效的动力系系统。一个选项为发展所谓的混合车辆动力系，其利用由诸如蓄电池的储存车载电能供电的电驱动与内燃机的组合。在利用混合车辆动力系的车辆(即，混合车辆)的操作中，一个或多个车辆控制器确定利用电驱动或利用内燃机推动的最佳条件。作为实例，在时停时进的城市驾驶或交通拥挤时间高速公路驾驶期间通常经历的驾驶中，车辆可完全或主要靠蓄电池电力来操作，这是由于推动车辆和向各个车辆配件提供电力所需的低负荷。在蓄电池中的能量储备耗尽时或者在需要额外动力来行驶的条件下，内燃机可启动且车辆可经由内燃机补充的电力或者仅由内燃机推动，这在很大程度上取决于混合系统的类型(例如，串联式混合或并联式混合)。

选择的内燃机通常为标准汽油或柴油动力活塞驱动的发动机，在混合应用中，其可小于非混合应用中通常使用的发动机。这样的活塞驱动的内燃机通常以大约30%的效率操作，能量的70%用于操作发动机以克服摩擦和发动机设计中固有的其它损耗。因此，在混合系统的发动机操作期间，效率可能不是最佳的。

发明内容

在本发明的示范性实施例中，一种混合车辆动力系系统包括：内燃机；与内燃机流体连通的排气驱动的涡轮增压器，其具有第一排气涡轮，第一排气涡轮被配置成从内燃机接收排气且使得压缩机旋转，压缩机被配置成向内燃机供应压缩空气以在其中燃烧；第二排气涡轮，其与排气驱动的涡轮增压器的第一排气涡轮流体连通且被配置成接收从第一排气涡轮排放的排气使得发电机旋转，发电机可操作地连接到储能装置；以及，电驱动马达，其被配置成从储能装置接收电能。

在本发明的另一示范性实施例中，一种混合车辆动力系系统包括：内燃机；涡轮燃烧器；排气驱动的涡轮增压器，其与内燃机和涡轮燃烧器流体连通，具有第一排气涡轮，第一排气涡轮被配置成从内燃机和涡轮燃烧器接收排气且使得压缩机旋转，压缩机被配置成向内燃机和涡轮燃烧器供应压缩空气以在其中燃烧；第二排气涡轮，其与排气驱动的涡轮增压器的第一排气涡轮流体连通且被配置成接收从第一排气涡轮排放的排气并且使得发电机旋转，发电机可操作地连接到储能装置；以及，电驱动马达，其配置成从储能装置接收电能。

在本发明的又一实施例中，一种操作混合车辆动力系系统的方法，其中混合车辆动力系系统包括：内燃机；涡轮燃烧器；排气驱动的涡轮增压器，其与内燃机和涡轮燃烧器流体连通，具有第一排气涡轮，第一排气涡轮被配置成从内燃机和涡轮燃烧器接收排气且使得压缩机旋转，压缩机被配置成向内燃机和涡轮燃烧器供应压缩空气以在其中燃烧；第二排气涡轮，其与排气驱动的涡轮增压器的第一排气涡轮流体连通且被配置成接收从第一排气涡轮排放的排气并且使得发电机旋转，发电机可操作地连接到储能装置；以及，电驱动马达，其被配置成从储能装置接收电能，该方法包括：关掉内燃机；将由压缩机供应的全部压缩燃烧空气递送到涡轮燃烧器；将涡轮排气递送到第一排气涡轮；将从第一排气涡轮发出的排气递送到第二排气涡轮以使得发电机旋转；以及从发电机向储能装置，电驱动马达或者其组合递送电能。

本发明提供下列技术方案。

技术方案1：一种混合车辆动力系系统，包括：

内燃机；

与所述内燃机流体连通的排气驱动的涡轮增压器，其具有第一排气涡轮，所述第一排气涡轮被配置成从所述内燃机接收排气且通过第一轴杆使得压缩机旋转，所述压缩机被配置成向所述内燃机供应压缩空气以在其中燃烧；

第二排气涡轮，其与所述排气驱动的涡轮增压器的第一排气涡轮流体连通，且被配置成接收从所述第一排气涡轮排放的排气并使得发电机旋转，所述发电机可操作地连接到储能装置；以及

电驱动马达，其被配置成从所述储能装置接收电能，所述内燃机和电驱动马达构成混合车辆动力系系统。

技术方案2：根据技术方案1所述的混合动力系系统，其中，所述第二排气涡轮可旋转地安装于第二轴杆上，所述第二轴杆与所述第一轴杆同轴安置。

技术方案3：根据技术方案1所述的混合动力系系统，其中，所述第二排气涡轮被配置成以不同于所述第一排气涡轮的速度旋转。

技术方案4：根据技术方案3所述的混合动力系系统，其中，选择所述第二排气涡轮的大小和因此旋转速度以匹配所述发电机的旋转参数。