專利名稱：用于電動車的模塊化的輔助功率單元組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及電動車，更具體地說，涉及利用模塊化的內(nèi)燃機(jī)作為輔助功率單 元(APU)用于混合電動車(HEVs)。
背景技術(shù)：
純電動車通常使用存儲的電能來供給功率給電動馬達(dá)，由此來驅(qū)動車輛。電動車 具有能源存儲的內(nèi)在問題，因此具有有限的驅(qū)動范圍。因此，需要APUs來產(chǎn)生額外的電力 給電動車的功率系統(tǒng)。這些APUs根據(jù)需要供應(yīng)次級能源給車輛和給車輛的主能源充電。因 為這些APUs的目的是持續(xù)地給電動車的主能源充電，它們必須根據(jù)車輛的平均功率需求 來定額(rated)。傳統(tǒng)上，常規(guī)的內(nèi)燃機(jī)或渦輪機(jī)用于產(chǎn)生必要的輔助功率或次級功率。然而，這兩 個方案都有與車輛功率產(chǎn)生方面相關(guān)的缺點(diǎn)，從而降低了 APU的有效性。也就是說，要作為 有效的輔助功率源，這需要APU具有高效率，高可靠性，低復(fù)雜性，和小體積。常規(guī)的內(nèi)燃機(jī) 作為APUs來使用過于復(fù)雜，因?yàn)閷τ陔姽β实纳蓙碚f，啟動器和曲軸都是不需要的。另 一方面，渦輪機(jī)的效率非常低，因?yàn)樗鼈兯a(chǎn)生的功率在電動車的使用中往往會縮小。因此，需要具有能夠有效地供應(yīng)輔助功率給電動馬達(dá)的APU。還需要以優(yōu)化其效率 的方式來操作APU組件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了用于電動車輛的模塊化的輔助功率組件的系統(tǒng)和方法。模塊化的輔 助功率組件包括多個APU，各個APU包括自由活塞發(fā)動機(jī)和線性發(fā)電機(jī)。各個APU可被獨(dú)立 地控制處于激勵的或非激勵的狀態(tài)。當(dāng)被激勵的時候，各個APU可被控制以其總操作能力 的可選百分比來操作?？刂破鞔_定電動馬達(dá)和/或能量存儲單元所需的輔助功率的量，以 及選擇性地激勵多個APU來產(chǎn)生所需的輔助功率。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，推進(jìn)系統(tǒng)包括電動馬達(dá)和構(gòu)造成提供主功率給電 動馬達(dá)的能量存儲單元。推進(jìn)系統(tǒng)還包括多個構(gòu)造成提供次級功率給電動馬達(dá)和能量存儲 單元中的至少一個的APU。多個APU中的各個包括構(gòu)造為產(chǎn)生機(jī)械輸出的自由活塞發(fā)動機(jī)， 構(gòu)造成將機(jī)械輸出轉(zhuǎn)換成電功率的線性發(fā)電機(jī)，以及控制器。該控制器接收來自電動馬達(dá) 和/或能量存儲單元的功率要求，確定滿足功率要求所需的次級功率的量，以及選擇性地 激勵多個APU中的一些來產(chǎn)生所需量的次級功率。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供輔助功率給車輛的方法包括提供車輛推進(jìn)系統(tǒng)，該 車輛推進(jìn)系統(tǒng)包括電動馬達(dá)，能量存儲裝置和直流鏈路。該方法還包括電連接電動馬達(dá)和 能量存儲裝置，將多個無曲軸發(fā)動機(jī)和線性發(fā)電機(jī)的組合中的各個電連接到直流鏈路，以 及確定車輛推進(jìn)系統(tǒng)的功率需求。該方法還包括基于車輛推進(jìn)系統(tǒng)的功率需求來選擇性地 激勵多個無曲軸發(fā)動機(jī)和線性發(fā)電機(jī)組合中的一些以提供功率給直流鏈路。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，輔助功率組件包括構(gòu)造成產(chǎn)生次級功率的多個輔助功率單元，多個APU中的各個包括自由活塞燃燒發(fā)動機(jī)(FPE)和線性發(fā)電機(jī)。輔助功率組件還包括控制器，該控制器構(gòu)造成檢測電動馬達(dá)和能量存儲裝置中的至少一個的功率需求，基 于所檢測的功率需求確定多個APU的最佳操作策略，以及根據(jù)最佳的操作策略來操作多個 APU以提供次級功率給電動馬達(dá)和能量存儲裝置中的至少一個。從下面的詳細(xì)描述和附圖中，各種其它的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。


附圖示出構(gòu)思用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實(shí)施例。附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自由活塞內(nèi)燃機(jī)的橫截面圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的工作單元的橫截面圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的車輛功率系統(tǒng)的示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例來控制車輛功率系統(tǒng)的技術(shù)。
具體實(shí)施例方式參考圖1和2，示出了用于本發(fā)明的APU10，12的實(shí)施例。APU10，12的各個實(shí)施例 是針對無曲軸或自由活塞內(nèi)燃機(jī)(FPE)和發(fā)電機(jī)單元組合。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，多個圖 1或圖2的APU10，12包括在輔助功率模塊中，該輔助功率模塊在混合電動車(HEV)中提供 次級功率?；贖EV的帶限瞬時功率需求，輔助功率模塊中的多個APU被選擇性地激勵以 產(chǎn)生滿足瞬時功率需求所需量的次級功率。參考圖1，示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的APUlO的橫截面。APUlO在其中包括 無曲軸或FPE14和發(fā)電機(jī)單元16。如圖1所示，F(xiàn)PE14可帶有一個活塞18和一個彈簧20。 FPE14還包括燃燒室22，在該燃燒室內(nèi)，活塞18設(shè)置為可往復(fù)運(yùn)動，且活塞桿24聯(lián)接到活 塞18?？諝忾y28，燃料噴射器30和排氣口 32安裝在外殼26上。密封件34在燃燒室22 內(nèi)引導(dǎo)活塞桿24。活塞18在膨脹沖程期間在上止點(diǎn)(TDC)位置和下止點(diǎn)(BDC)位置之間 往復(fù)地運(yùn)動，以及在壓縮沖程期間在BDC和TDC位置之間運(yùn)動。在圖1所示的實(shí)施例中，APUlO的FPE14包括單個的燃燒室22，相應(yīng)的單個的活 塞18和回復(fù)彈簧20。APUlO還包括發(fā)電機(jī)/馬達(dá)16，該發(fā)電機(jī)/馬達(dá)16具有至少一個通 過桿24剛性地連接到活塞18的無源動子(passive mover) 36和定位為與無源動子36相 聯(lián)系的固定的發(fā)電機(jī)部件38。固定的發(fā)電機(jī)部件38可能是，例如，圍繞著桿24和動子36 的連續(xù)繞組線圈。在一個實(shí)施例中，無源動子36是同步的永久磁鐵的形式，然而，無源動子 36可以是不需要電連接到固定的發(fā)電機(jī)部件38的多種動子中的任何一種，諸如，例如，感 應(yīng)電機(jī)或開關(guān)磁阻電機(jī)。當(dāng)在燃燒室22內(nèi)發(fā)生燃燒并且活塞18從TDC位置移動到BDC位 置時，動子36移動通過線圈38，導(dǎo)致線圈38內(nèi)感應(yīng)出電流?，F(xiàn)在參考圖2，示出了用于本發(fā)明的另一個實(shí)施例的APU12的橫截面。APU12包括 FPE40和發(fā)電機(jī)42。在FPE40中，圖1的回復(fù)彈簧20被第二活塞44替換。因此，F(xiàn)PE40帶 有通過活塞桿48相互連接的兩個活塞44，46。各活塞44，46設(shè)置在燃燒室50，52內(nèi)可往復(fù) 運(yùn)動，其范圍由外殼54，56限定。連接到各個外殼54，56的是燃料噴射器58，多個空氣閥 60和排氣口 62。燃料噴射器58的點(diǎn)火控制活塞44，46的運(yùn)動，并導(dǎo)致動子64以線性路徑通過線圈66，在線圈66內(nèi)感應(yīng)出電流。 現(xiàn)在參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出諸如用于HEV的車輛推進(jìn)系統(tǒng)的車輛功 率系統(tǒng)68的示意圖。車輛功率系統(tǒng)68包括能量存儲單元70和電動馬達(dá)72。能量存儲單 元70構(gòu)造成供應(yīng)主功率來驅(qū)動電動馬達(dá)72，該電動馬達(dá)以驅(qū)動關(guān)系與車輛的輪子(未顯 示)聯(lián)接。輔助功率組件74 (S卩，輔助功率模塊)也包括在車輛功率系統(tǒng)68中用來產(chǎn)生輔 助的或次級功率，且該輔助功率組件由多個APU76，78，80，82，84組成，該各個APU都可構(gòu)造 成為圖1的單個的活塞/回復(fù)彈簧APU10，圖2的雙活塞APU12，或任何類似的線性活塞配 置。在一個實(shí)施例中，APU76-84具有基本上相同的功率產(chǎn)生能力，因此各個APU76-84能夠 提供輔助功率組件74的總額定功率中的相等分?jǐn)?shù)，該額定功率額定為車輛功率系統(tǒng)68的 平均功率需求。雖然圖3示出的輔助功率組件74具有5個APU76-84，但是APU的數(shù)量可基 于很多因素來選擇，例如，期望的輔助功率，車輛的大小或類型，以及構(gòu)成車輛功率系統(tǒng)68 的能量存儲單元70或電動馬達(dá)72的大小或類型。因此，輔助功率組件74的功率容量可通 過增加或減少一個或多個APU來放大或縮小。 如圖3所示，車輛功率系統(tǒng)68包括控制器86，該控制器通過第一組控制線88來連 接到輔助功率組件74。控制器86還通過第二組控制線90連接到能量存儲單元70或電動 馬達(dá)72，并從其接收功率要求。也就是說，控制器86與能量存儲單元70連通，因此，當(dāng)檢測 的充電狀態(tài)(S0C)或能量存儲單元70的電壓低于預(yù)定的閥值的時候，控制器86接收來自 于能量存儲單元70的再充電請求。類似地，控制器86與電動馬達(dá)72連通，因此，控制器86 在其操作期間接收電動馬達(dá)72的帶限瞬時功率需求。基于接收自能量存儲單元70和/或 電動馬達(dá)72的功率要求，控制器86能夠確定用于輔助功率組件74的最佳的操作策略，以 便根據(jù)接收到的功率要求有效地提供所需量的次級功率，來對能量存儲單元70再充電和/ 或驅(qū)動電動馬達(dá)72。最佳的操作策略可基于最大限度地提高各個APU76-84和整體輔助功 率組件74的效率的控制算法。根據(jù)最佳操作策略，控制器86傳達(dá)(通過控制線88)命令指令給各個APU76-84 的燃料噴射器58和空氣閥60(圖2)來控制在各個APU中的電流的生成?？刂破?6可利 用控制線88個別地傳達(dá)命令指令到各個APU76-84來基于功率要求激勵或抑制那些相應(yīng)的 APU以及調(diào)節(jié)在被激勵的APU中生成的電流。當(dāng)抑制APU的時候，控制器86可通過滯后電 路來調(diào)節(jié)極限循環(huán)和/或短期循環(huán)?；诒患畹腁PU的數(shù)量和接收到的功率要求，控制 器86可調(diào)節(jié)流過各個被激勵的APU的空氣，液體或其它介質(zhì)來控制其冷卻。整流器或雙向 轉(zhuǎn)換器92，94，96，98，100電連接到各個APU76-84，將相應(yīng)的APU76-84所產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換 成直流輸出，該直流輸出可通過直流鏈路102分配到例如電池的能量存儲裝置70，和/或電 動馬達(dá)72?？蓸?gòu)思能量存儲裝置70可以是下面的任何一個鉛酸電池，膠體電池，鎳金屬 氫化物電池，鋰離子電池，鎳鎘電池，超級電容，燃料電池等等。此外，能量存儲裝置70可由 一個或任何數(shù)量的單個電池組成。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，輔助功率組件74可由控制器86根據(jù)圖4示出的技術(shù)104來 控制。技術(shù)104表示用于輔助功率組件的控制策略，該控制策略確定用于車輛的總功率需 求，并調(diào)度各個APU輸送總功率需求的特定分?jǐn)?shù)。根據(jù)本發(fā)明的示范性的實(shí)施例，技術(shù)104 以這種方式操作APU來優(yōu)化車輛功率系統(tǒng)的效率。技術(shù)104從步驟106開始，此時車輛啟動。當(dāng)車輛開始移動，在步驟108技術(shù)104確定車輛推進(jìn)系統(tǒng)的實(shí)時功率需求。功率需求是基于接收自能量存儲單元，電動馬達(dá)，車輛 輔助驅(qū)動馬達(dá)，和/或電力負(fù)載的功率要求而確定的。也就是說，功率要求可包括再充電請 求，以便在其中檢測的SOC/電壓低于預(yù)定的閥值時對能量存儲單元進(jìn)行再充電，和/或次 級功率請求，以便將額外的功率提供給電動馬達(dá)，來基于實(shí)時功率需求產(chǎn)生需要的馬達(dá)輸 出。需要的馬達(dá)輸出可由下面因素確定，包括車輛的瞬時速度，使用GPS從預(yù)先設(shè)定或估計(jì) 的路線確定的信息，以及車輛的具體參數(shù)，諸如車輛的大小或電動馬達(dá)的大小或結(jié)構(gòu)?；?需要的馬達(dá)輸出，在步驟110技術(shù)104確定用于APU的最佳操作策略。最佳操作策略確定 在輔助功率組件中的APU的操作/激勵規(guī)劃，以便有效地提供所需量的次級功率來滿足帶 限實(shí)時功率需求，其可能包括適當(dāng)?shù)男盘柕臑V波或平滑，以避免基于電信號的錯誤的噪聲 或非?？斓乃矐B(tài)的APU的過度激勵。根據(jù)最佳操作策略，在步驟110技術(shù)104調(diào)度多個APU —起操作且提供組合的輔助(即，次級)功率給車輛。根據(jù)最佳操作策略，APU被單獨(dú)地調(diào)度/控制。根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)施例，各個APU都可被調(diào)度在精確的“開”(即，激勵)或“關(guān)”(即，非激勵)的操作條件 下操作。備選地，各個APU可被調(diào)度按照或高于各自功率產(chǎn)生能力的特定百分比(例如， 80%)來操作，以改進(jìn)輔助功率組件的操作效率。也就是說，各個APU可被調(diào)度以高于指定 的最小效率閥值的總能力的百分比來操作。例如，如果輔助功率組件包括三個單獨(dú)的APU， 技術(shù)104可調(diào)度第一 APU以80 %的能力來操作，第二 APU以80 %的能力來操作，第三APU關(guān) 閉。如果APU的指定最小效率閥值被確定為80%，這種操作策略可能比第一 APU以100% 的能力操作，第二 APU以60%的能力操作，同時第三APU關(guān)閉要更高效。根據(jù)一個實(shí)施例，當(dāng)調(diào)度APU的時候，技術(shù)104 (通過控制器86)確定過渡策略來 允許無曲軸APU的各個汽缸平穩(wěn)地過渡到更高(或更低)的操作效率。過渡策略包括用于 點(diǎn)燃單獨(dú)APU的一個或多個汽缸的時間序列。根據(jù)一個實(shí)施例，時間序列使得無曲軸APU 的各個汽缸從在單獨(dú)的功率產(chǎn)生能力的第一百分比(例如，60%)操作平穩(wěn)地過渡到其功 率產(chǎn)生能力的第二百分比，即最佳百分比(例如，80%)。該過渡策略還包括調(diào)節(jié)第一 APU 的操作能力從第一操作能力過渡到第二操作能力，而第二 APU從例如0%的能力啟動，并上 升達(dá)到期望的最佳能力，例如85%。這樣的過渡策略可用于最大限度地提高各個APU的各 自的效率和/或整個輔助功率組件的效率。在另一個實(shí)施例中，當(dāng)調(diào)度APU的時候，技術(shù)104 (通過控制器86)確定用于點(diǎn)燃 單獨(dú)的APU的一個或多個汽缸的時間序列。時間序列控制與“開”的操作條件下的各個APU 相關(guān)聯(lián)的燃料噴射器的點(diǎn)火時間，以便降低輔助功率組件內(nèi)的可聽到的噪聲和振動。根據(jù) 另一個實(shí)施例，由各個“開”的APU的操作導(dǎo)致的噪聲和振動還可通過調(diào)節(jié)/控制各個單獨(dú) 的燃料噴射器的點(diǎn)火頻率使其操作在不同于相應(yīng)APU的臨界頻率或自然頻率的頻率而得 到控制。此外，時間序列可用于通過控制點(diǎn)火時間使得APU的最大線性速度小于預(yù)定的最 大值來優(yōu)化各個單獨(dú)的“開”的APU的效率。例如，時間序列可控制燃料噴射器以限定的順 序來點(diǎn)燃APU的多個汽缸，而不是同時點(diǎn)燃。被調(diào)度的APU在步驟112被激勵來產(chǎn)生所需量的次級功率以滿足帶限實(shí)時功率需 求。在調(diào)度的APU的激勵之后，技術(shù)在步驟114中繼續(xù)，其中，評估/確定調(diào)度的APU是否 產(chǎn)生滿足所要求的馬達(dá)輸出所需的量的次級功率。如果車輛116不需要額外的次級功率， 在步驟118中技術(shù)104開始監(jiān)測次級功率需求的變化。次級功率需求的變化可由諸如可用的電池功率供應(yīng)的減少，車輛速度的變化或道路條件或道路等級的變化引起。在步驟120，確定功率需求是否有變化。如果輔助功率需求122沒有變化，技術(shù)104返回到步驟118且 繼續(xù)監(jiān)測變化。然而，如果在步驟120檢測到次級功率需求124有變化，技術(shù)104返回到步 驟108來確定新的需要的次級功率。返回到步驟114，如果被調(diào)度的APU沒有產(chǎn)生所需量的輔助功率126，在步驟128 技術(shù)104計(jì)算需要的額外的次級功率的量，并根據(jù)需要調(diào)度和激勵多個額外的功率單元來 產(chǎn)生需要的額外的次級功率。接著，技術(shù)104返回到步驟114來確定額外的APU是否產(chǎn)生 所需的次級功率。從而技術(shù)104提供了用于輔助功率組件的控制策略，其以這種方式選擇 性地和獨(dú)立地操作APU來優(yōu)化車輛功率系統(tǒng)的效率。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，推進(jìn)系統(tǒng)包括電動馬達(dá)和構(gòu)造成提供主功率給 電動馬達(dá)的能量存儲單元。推進(jìn)系統(tǒng)還包括多個構(gòu)造成提供次級功率給電動馬達(dá)和能量存 儲單元中的至少一個的APU。多個APU中的各個包括構(gòu)造成產(chǎn)生機(jī)械輸出的自由活塞發(fā)動 機(jī)，構(gòu)造成將機(jī)械輸出轉(zhuǎn)換成電功率的線性發(fā)電機(jī)，以及控制器。該控制器接收來自電動馬 達(dá)和/或能量存儲單元的功率要求，確定滿足功率要求所需要的次級功率的量，以及選擇 性地激勵多個APU中的一些來產(chǎn)生所需量的次級功率。根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，提供輔助功率給車輛的方法包括提供車輛推進(jìn)系 統(tǒng)，該車輛推進(jìn)系統(tǒng)包括電動馬達(dá)，能量存儲裝置和直流鏈路。該方法還包括電連接電動 馬達(dá)和能量存儲裝置，將多個無曲軸發(fā)動機(jī)和線性發(fā)電機(jī)的組合中的各個電連接到直流鏈 路，以及確定車輛推進(jìn)系統(tǒng)的功率需求。該方法還包括基于車輛推進(jìn)系統(tǒng)的功率需求來選 擇性地激勵多個無曲軸發(fā)動機(jī)和線性發(fā)電機(jī)組合中的一些以提供功率給直流鏈路。根據(jù)本發(fā)明的又一個實(shí)施例，輔助功率組件包括構(gòu)造成產(chǎn)生次級功率的多個輔助 功率單元，多個APU中的各個包括FPE和線性發(fā)電機(jī)。輔助功率組件還包括控制器，該控制 器構(gòu)造成檢測電動馬達(dá)和能量存儲裝置中的至少一個的功率需求，基于所檢測的功率需求 確定多個APU的最佳操作策略，以及根據(jù)最佳的操作策略來操作多個APU以提供次級功率 給電動馬達(dá)和能量存儲裝置中的至少一個。該書面說明使用例子來公開本發(fā)明，包括最佳模式，也使任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員 可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何所包含的方法。本發(fā)明的可授 予專利的范圍由權(quán)利要求限定，并可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到的其它例子。如果這些例 子具有和權(quán)利要求的文字語言一樣的結(jié)構(gòu)性元件，或這些例子包括與權(quán)利要求的文字語言 沒有本質(zhì)區(qū)別的等效的結(jié)構(gòu)性元件，則它們也在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種推進(jìn)系統(tǒng)(68)，包括電動馬達(dá)(72)；構(gòu)造成提供主功率給所述電動馬達(dá)(72)的能量存儲單元(70)；和構(gòu)造成為所述電動馬達(dá)(72)和所述能量存儲單元(70)中的至少一個提供次級功率的多個輔助功率單元(APUs)(10，12，74，78，80，82，84)，所述多個APUs(10，12，74，78，80，82，84)中的各個包括構(gòu)造成產(chǎn)生機(jī)械輸出的自由活塞發(fā)動機(jī)(14)；構(gòu)造成將機(jī)械輸出轉(zhuǎn)換成電功率的線性發(fā)電機(jī)(42)；以及控制器(86)，所述控制器(86)構(gòu)造為接收來自于所述電動馬達(dá)(72)和所述能量存儲單元(70)中的至少一個的功率要求；確定滿足所述功率要求所需的次級功率的量；以及選擇性地激勵所述多個APUs(10，12，74，78，80，82，84)中的一些，以便產(chǎn)生所需量的次級功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推進(jìn)系統(tǒng)(68)，其特征在于，所述推進(jìn)系統(tǒng)(68)還包括將所 述電動馬達(dá)(72)和所述能量存儲單元(70)電連接以便在其間分配功率的直流鏈路(102)； 并且其中，由所述多個APUs(10，12，74，78，80，82，84)提供的次級功率(116)被輸入所述直 流鏈路(102)，以便被分配到所述能量存儲單元(70)，所述電動馬達(dá)(72)和輔助負(fù)載中的 至少一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推進(jìn)系統(tǒng)(68)，其特征在于，所述自由活塞發(fā)動機(jī)(14)包括 具有驅(qū)動組件的內(nèi)燃機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的推進(jìn)系統(tǒng)(68)，其特征在于，所述驅(qū)動組件包括 桿(24，48)；聯(lián)接到所述桿(24，48)的第一端的第一活塞(18)；和聯(lián)接到所述桿(24，48)的第二端的回復(fù)彈簧(20)和第二活塞(44)中的一個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推進(jìn)系統(tǒng)(68)，其特征在于，所述控制器(86)構(gòu)造成基于所 需量的次級功率來單獨(dú)地操作所述多個APUs (10，12，74，78，80，82，84)中的各個，使其處 于開狀態(tài)或關(guān)狀態(tài)中的一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的推進(jìn)系統(tǒng)(68)，其特征在于，所述控制器(86)構(gòu)造成操作處 于開狀態(tài)的所述多個APUs (10，12，74，78，80，82，84)中的各個，使其高于最小效率閥值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的推進(jìn)系統(tǒng)(68)，其特征在于，所述控制器(86)構(gòu)造成確定過 渡策略，用于改變在開狀態(tài)下的所述多個APUs (10，12，74，78，80，82，84)中的各個的操作 效率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推進(jìn)系統(tǒng)(68)，其特征在于，所述多個APUs(10，12，74，78， 80,82,84)中的各個構(gòu)造成產(chǎn)生所述次級功率的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推進(jìn)系統(tǒng)(68)，其特征在于，所述控制器(86)構(gòu)造成接收所 述電動馬達(dá)(72)的瞬時功率需求和用于所述能量存儲裝置(70)的再充電要求中的一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推進(jìn)系統(tǒng)(68)，其特征在于，所述多個APUs(10，12，74，78， 80,82,84)中的各個還包括至少一個構(gòu)造成控制所述自由活塞發(fā)動機(jī)(14)的點(diǎn)火的燃料噴射器(30)；并且其中，所述控制器(86)構(gòu)造成調(diào)節(jié)所述選擇性地被激勵的多個APUs(10，12，74，78， 80,82,84)中的各個的所述至少一個燃料噴射器(30)的點(diǎn)火順序，以便選擇性地控制所述 選擇性地被激勵的多個APUs (10，12，74，78，80，82，84)的噪聲和振動輸出以及所述推進(jìn)系統(tǒng)(68)的操作效率中的至少一個。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于推進(jìn)系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法，該推進(jìn)系統(tǒng)包括電動馬達(dá)和構(gòu)造成提供主功率給電動馬達(dá)的能量存儲單元。推進(jìn)系統(tǒng)還包括多個構(gòu)造成提供次級功率給電動馬達(dá)和能量存儲單元中的至少一個的APU。多個APU中的各個包括構(gòu)造成產(chǎn)生機(jī)械輸出的自由活塞發(fā)動機(jī)，構(gòu)造成將機(jī)械輸出轉(zhuǎn)換成電功率的線性發(fā)電機(jī)，以及控制器。該控制器接收來自電動馬達(dá)和/或能量存儲單元的功率要求，確定滿足功率要求所需要的次級功率的量，以及選擇性地激勵多個APU中的一些來產(chǎn)生所需量的次級功率。
文檔編號B60W20/00GK101817342SQ201010114878
公開日2010年9月1日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月29日
發(fā)明者J·赫梅爾曼, M·-W·瓦薩克, P·維亞斯, R·D·金 申請人:通用電氣公司