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原文传递前端电动发电机系统及混合动力电动车辆操作方法

专利名称：	前端电动发电机系统及混合动力电动车辆操作方法
摘要：	提供一种用于混合动力电动内燃机应用的系统和方法，其中电动发电机，窄的可切换联接器和其间的扭矩传递单元在诸如商用车辆，越野车和固定发动机装置的应用中的发动机前部布置并定位在受约束环境中。电动发电机优选地定位成横向偏离可切换联接器，该可切换联接器与发动机曲轴的前端同轴布置。可切换联接器是一个集成单元，其中曲轴振动阻尼器，发动机附件传动带轮和可脱离离合器重叠，使得离合器–带轮‑阻尼器单元的轴向深度与传统的带传动带轮和发动机阻尼器几乎相同。前端电动发电机系统包括电能存储器，其在接合联接器时接收由电动发电机产生的电能。当联接器脱离时，电动发电机可以驱动离合器–带轮‑阻尼器的带轮部分，以独立于发动机曲轴，使用从能量存储器返回的能量来驱动发动机附件。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	邦迪克斯商用车系统有限责任公司
发明人：	大卫·科拉纹森佐;费尔南多·贝内加斯·迪亚斯
专利状态：	有效
申请日期：	2017-11-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201780086421.2
公开号：	CN110290967A
代理机构：	上海华诚知识产权代理有限公司
代理人：	肖华
分类号：	B60L1/00(2006.01);B;B60;B60L;B60L1
申请人地址：	美国俄亥俄州
主权项：	1.一种混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，包括：内燃机，所述内燃机包括发动机曲轴，所述发动机曲轴具有与后端相对的前端，发动机飞轮位于所述后端处，所述发动机被构造成将扭矩从所述曲轴的所述后端传递到扭矩消耗装置；电动发电机；扭矩传递段，所述扭矩传递段具有电动发电机端，所述扭矩传递段被构造成接收所述电动发电机，并且在所述电动发电机端和所述扭矩传递段的联接端之间传递扭矩；和集成的可切换联接器，所述集成的可切换联接器具有与曲轴旋转轴线同轴布置的联接器旋转轴线，所述集成的可切换联接器位于所述扭矩传递段的所述联接端与所述发动机曲轴的所述前端之间、在邻近所述发动机的前端的区域中，所述集成的可切换联接器包括：发动机侧部分，所述发动机侧部分联接到所述发动机曲轴，驱动侧部分，所述驱动侧部分联接到所述扭矩传递段联接端，和接合致动器，所述接合致动器被构造成选择性地使所述发动机侧部分与所述驱动侧部分接合，所述接合致动器的至少一部分沿着所述联接器旋转轴线被驱动部分同心地包围；发动机附件驱动器，所述发动机附件驱动器布置成由所述集成的可切换联接器的所述驱动侧部分驱动，并驱动至少一个发动机附件；能量存储系统，所述能量存储系统包括：能量存储器，所述能量存储器被构造为存储由所述电动发电机产生的电能，并将存储的电能输送到所述电动发电机，以产生从所述电动发电机到所述集成的可切换联接器的扭矩输出，以及电能转换和分配网络，所述电能转换和分配网络被构造为，当所述电能从所述电动发电机传递到所述能量存储器时，使在所述电动发电机和所述能量存储器之间传递的所述电能的电流类型在交流电流和直流电流之间转换，并且当所述电能从所述能量存储器传递到所述电动发电机时，使所述电流类型在直流电流和交流电流之间转换；和前端电动发电机系统控制器，所述前端电动发电机系统控制器被构造为在接合状态和脱离状态之间切换所述集成的可切换联接器致动器，并且在所述电动发电机和所述能量存储器之间传递电能期间控制所述电能转换和分配网络的操作。 2.根据权利要求1所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述电动发电机具有平行于所述曲轴旋转轴线并且横向偏移所述曲轴旋转轴线的电动发电机旋转轴线。 3.根据权利要求1所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述扭矩消耗器是布置成推进车辆的传动系，所述车辆包括多个系统传感器和多个系统控制器，前端电动发电机系统控制器被构造为：与所述多个系统传感器中的至少一个系统传感器，所述系统控制器中的至少一个系统控制器，和所述能量存储系统进行通信，以获得操作状态信息，基于所述操作状态信息，选择以多个电动发电机操作模式中的哪一个操作模式来操作所述电动发电机，并且根据所选择的电动发电机操作模式，将所述集成的可切换联接器的操作命令到接合状态或脱离状态，并且所述多个电动发电机操作模式包括：发电模式，在所述发电模式中，所述集成的可切换联接器被接合，并且所述电动发电机从所述曲轴接收扭矩以产生电能，和发动机附件驱动模式，在所述发动机附件驱动模式中，所述集成的可切换联接器脱离，并且所述电动发电机产生扭矩，用于输送到所述集成的可切换联接器的所述驱动侧部分，以驱动所述发动机附件驱动器。 4.根据权利要求3所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述多个电动发电机操作模式包括发动机扭矩输出补充模式，在所述发动机扭矩输出补充模式中，所述集成的可切换联接器被接合，并且所述电动发电机产生能够经由所述扭矩传递段和所述集成的可切换联接器而传递到所述曲轴的扭矩。 5.根据权利要求3所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，电能转换和分配网络包括直流-直流电压转换器，所述直流-直流电压转换器被构造为将从所述能量存储器接收的电能的电压转换为与所述车辆的电动设备或固定发动机兼容的电压。 6.根据权利要求5所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述电动设备包括照明器，发动机控制器，制动系统控制器和车辆乘员舱气候控制系统中的至少一个。 7.根据权利要求1所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述集成的可切换联接器的所述驱动侧部分被构造成在所述扭矩传递段和所述集成的可切换联接器的所述发动机侧的发动机侧之间的轴向区域中驱动所述发动机附件驱动器。 8.根据权利要求1所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，进一步包括：扭矩传递段防旋转安装构件，所述扭矩传递段防旋转安装构件被构造成，当混合动力电动布置处于所述发动机的所述前端的安装位置时，相对于所述发动机旋转地固定所述扭矩传递段。 9.根据权利要求8所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述防旋转安装构件包括安装件和扭矩臂中的至少一个，所述安装件将所述扭矩传递段的壳体联接到所述发动机，所述扭矩臂在扭矩传递段壳体与联接到所述发动机的发动机支撑结构之间。 10.根据权利要求1所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述集成的可切换联接器的所述驱动侧部分包括外圆周，所述外圆周被构造成驱动所述发动机附件驱动器的至少一个传动带。 11.根据权利要求10所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述集成的可切换联接器的所述发动机侧部分的外圆周包括另一附件驱动器表面。 12.根据权利要求1所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述集成的可切换联接器是离合器–带轮-阻尼器单元，其中，所述集成的可切换联接器的所述发动机侧部分是阻尼器，所述阻尼器被构造成阻尼所述曲轴的振动，所述可切换联接器的所述驱动侧部分是被构造成驱动所述发动机附件驱动器的带轮，并且所述集成的可切换联接器的所述接合致动器是离合器。 13.根据权利要求12所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述离合器是爪形离合器。 14.根据权利要求12所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述离合器是板式离合器。 15.根据权利要求14所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述板式离合器是多片离合器。 16.根据权利要求12所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，进一步包括：离合器致动器，所述离合器致动器被构造成，响应于由所述前端电动发电机系统控制器产生的命令，使离合器发动机侧部分和离合器驱动侧部分中的至少一个轴向移位成与所述离合器发动机侧部分和所述离合器驱动侧部分中的至少一个的另一个接合和脱离。 17.根据权利要求16所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述扭矩传递段是包括扭矩传递驱动器的齿轮箱，并且所述扭矩传递驱动器包括至少第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述联接器旋转轴线同轴布置，所述第二齿轮与所述电动发电机旋转轴线同轴布置，所述扭矩传递驱动器被构造成使得所述第一齿轮或所述第二齿轮中的一个的旋转导致所述第一齿轮和所述第二齿轮中的另一个的旋转。 18.根据权利要求1所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述扭矩传递段是包括扭矩传递驱动器的齿轮箱，并且所述扭矩传递驱动器包括至少第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与联接器旋转轴线同轴布置，所述第二齿轮与所述电动发电机旋转轴线同轴布置，所述扭矩传递驱动器被构造成使得所述第一齿轮或所述第二齿轮中的一个的旋转导致所述第一齿轮和所述第二齿轮中的另一个的旋转。 19.根据权利要求18所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述扭矩传递驱动器包括在所述第一齿轮和所述第二齿轮之间的至少一个中间齿轮。 20.根据权利要求1所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述至少一个发动机附件中的至少一个包括附件联接器，所述附件联接器由所述发动机附件驱动器驱动，并且被构造成通过所述前端电动发电机控制器在接合状态和脱离状态之间选择性地切换。 21.根据权利要求20所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述附件联接器能够由所述前端电动发电机控制器切换到部分接合的状态。 22.根据权利要求12所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述前端电动发电机控制器被构造为，从安装环境的传感器和控制模块中的至少一个接收关于安装所述发动机的环境的操作状态的信息，所述安装环境包括公路车辆，越野车辆或固定发动机装置，基于所述操作状态信息，选择以多个电动发电机操作模式中的哪一个操作模式来操作所述电动发电机，并且根据所选择的电动发电机操作模式，将所述离合器-带轮-阻尼器单元离合器的操作命令到接合状态或脱离状态，并且所述多个电动发电机操作模式包括，发电模式，在所述发电模式中，所述离合器–带轮-阻尼器单元离合器接合，并且所述电动发电机接收来自所述曲轴的扭矩以产生电能；和发动机附件驱动模式，在所述发动机附件驱动模式中，所述离合器–带轮-阻尼器单元离合器脱离，并且所述电动发电机产生扭矩，用于输送到所述离合器–带轮-阻尼器单元带轮，以驱动所述发动机附件驱动器。 23.根据权利要求22所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述多个电动发电机操作模式包括发动机扭矩输出补充模式，在所述发动机扭矩输出补充模式中，所述离合器–带轮-阻尼器离合器接合，并且所述电动发电机产生能够经由所述扭矩传递段和所述离合器–带轮-阻尼器传递到所述曲轴的扭矩。 24.根据权利要求1所述的混合动力电动前端电动发电机系统，其特征在于，其中，所述扭矩消耗器是固定发动机的负载，所述固定发动机包括多个系统传感器和多个系统控制器，前端电动发电机系统控制器被构造为，与所述多个系统传感器中的至少一个系统传感器，所述系统控制器中的至少一个系统控制器和所述能量存储系统进行通信，以获得操作状态信息，基于所述操作状态信息，选择以多个电动发电机操作模式中的哪一个操作模式来操作所述电动发电机，并且根据所选择的电动发电机操作模式，将所述集成的可切换联接器的操作命令到接合状态或脱离状态，并且所述多个电动发电机操作模式包括，发电模式，在所述发电模式中，所述集成的可切换联接器接合，并且所述电动发电机从所述曲轴接收扭矩以产生电能，和发动机附件驱动模式，在所述发动机附件驱动模式中，所述集成的可切换联接器脱离，并且所述电动发电机产生扭矩，用于输送到所述集成的可切换联接器的所述驱动侧部分，以驱动所述发动机附件驱动器。
所属类别：	发明专利