DE112005003039T5 - Hybridsystem - Google Patents

Hybridsystem Download PDF

Info

Publication number
DE112005003039T5
DE112005003039T5 DE112005003039T DE112005003039T DE112005003039T5 DE 112005003039 T5 DE112005003039 T5 DE 112005003039T5 DE 112005003039 T DE112005003039 T DE 112005003039T DE 112005003039 T DE112005003039 T DE 112005003039T DE 112005003039 T5 DE112005003039 T5 DE 112005003039T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel cell
internal combustion
combustion engine
output
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE112005003039T
Other languages
English (en)
Inventor
Takatoshi Toyota Masui
Makoto Toyota Suzuki
Makoto Toyota Hotta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of DE112005003039T5 publication Critical patent/DE112005003039T5/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/70—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by fuel cells
    • B60L50/72—Constructional details of fuel cells specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/33—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/40—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for controlling a combination of batteries and fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/28—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/02—Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/14—Acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/44—Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B60L2240/443—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/44—Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B60L2240/445—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/40—Combination of fuel cells with other energy production systems
    • H01M2250/402—Combination of fuel cell with other electric generators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/40—Combination of fuel cells with other energy production systems
    • H01M2250/407—Combination of fuel cells with mechanical energy generators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/10—Applications of fuel cells in buildings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/93—Conjoint control of different elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/944—Characterized by control of fuel cell

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Hybridsystem mit:
einem elektrischen Motor, der eine Antriebsleistung erzeugt,
einem Speicherabschnitt, der dem elektrischen Motor eine elektrische Leistung bereitstellt,
einer Brennstoffzelle, die dem elektrischen Motor oder dem Speicherabschnitt eine elektrische Leistung in einem vorbestimmten Ausgabebereich bereitstellt,
einer Verbrennungskraftmaschine, die eine Last der Brennstoffzelle auffängt,
einem Bestimmungsabschnitt, der bestimmt, ob die Last der Brennstoffzelle über der maximalen Ausgabe in dem vorbestimmten Bereich liegt, und
einem Steuerungsabschnitt, der die Verbrennungskraftmaschine steuert, um zu arbeiten, wenn bestimmt wird, dass die Last der Brennstoffzelle über der maximalen Ausgabe in dem vorbestimmten Bereich liegt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Hybridsystem, das eine Brennstoffzelle, einen elektrischen Motor und eine Verbrennungskraftmaschine aufweist.
  • Hintergrund
  • Eine oder mehrere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung betreffen im Allgemeinen ein Hybridsystem, das eine Brennstoffzelle, einen elektrischen Motor und eine Verbrennungskraftmaschine aufweist.
  • In jüngster Zeit ist ein Hybridenergieversorgungsgerät entwickelt worden, das eine Kombination einer Brennstoffzelle und einer Sekundärbatterie aufweist. Das Hybridenergieversorgungsgerät verändert eine Ausgabe der Brennstoffzelle auf der Grundlage einer Vergrößerung oder einer Verkleinerung einer elektrischen Last. Das Hybridenergieversorgungsgerät betreibt die Brennstoffzelle in einem Bereich unterhalb von 30% der Systemleistungsfähigkeit. Um diese Schwierigkeit zu beheben, ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 7-240212 ein effizientes Hybridenergieversorgungsgerät vorgeschlagen worden, das eine Brennstoffzelle in einem begrenzten Ausgabebereich von 30% bis 40% betreibt.
  • Im Falle eines Betreibens der Brennstoffzelle in einem begrenzten Ausgabebereich kann das Hybridenergieversorgungsgerät jedoch die elektrische Last möglicherweise nicht in Gang setzen bzw. ausführen, da eine elektrische Leistung, die einem elektrischen Motor, einer Hilfsvorrichtungen usw. bereitzustellen ist, knapp wird, wenn eine elektrische Last der Brennstoffzelle, eine elektrische Last eines elektrischen Motors oder von Hilfsvorrichtungen mit Ausnahme des elektrischen Motors, die mit einer elektrischen Leistung von der Brennstoffzelle zu versehen sind, eine Ausgabekapazität der Brennstoffzelle überschreitet. Diese Schwierigkeit ist einem Hybridenergieversorgungsgerät, bei dem eine elektrische Leistung einem elektrischen Motor direkt bereitgestellt wird, sowie einem Hybridenergieversorgungsgerät gemein, bei dem eine elektrische Leistung einem elektrischen Motor über eine Batterie oder dergleichen bereitgestellt wird.
  • Verschiedene Ausgestaltungen der Erfindung sind in Anbetracht der vorstehend genannten Umstände gemacht worden. Eine Ausgestaltung oder mehrere Ausgestaltungen der Erfindung stellt/stellen ein Hybridsystem bereit, das die elektrische Last der Brennstoffzelle, deren Ausgabebereich begrenzt ist, in Gang setzen bzw. ausführen kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Gemäß beispielhaften Ausführungsbeispielen umfasst ein Hybridsystem einen elektrischen Motor, einen Speicherabschnitt, eine Brennstoffzelle, eine Verbrennungskraftmaschine, einen Bestimmungsabschnitt und einen Steuerungsabschnitt. Der elektrische Motor erzeugt eine Antriebsleistung. Der Speicherabschnitt stellt dem elektrischen Motor eine elektrische Leistung bereit. Die Brennstoffzelle stellt dem elektrischen Motor oder dem Speicherabschnitt eine elektrische Leistung innerhalb eines vorbestimmten Ausgabebereichs bereit. Die Verbrennungskraftmaschine fängt eine Last der Brennstoffzelle auf. Der Bestimmungsabschnitt bestimmt, ob die Last der Brennstoffzelle über der maximalen Ausgabe in dem vorbestimmten Bereich liegt. Der Steuerungsabschnitt steuert die Verbrennungskraftmaschine, um zu arbeiten, wenn bestimmt wird, dass die Last der Brennstoffzelle über der maximalen Ausgabe in dem vorbestimmten Bereich liegt.
  • Diese und weitere optionale Merkmale und mögliche Vorteile der verschiedenen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in der nachstehenden ausführlichen Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen von Systemen und Verfahren, die diese Erfindung verwirklichen, beschrieben oder werden hieraus ersichtlich.
  • Wirkung der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung ist es möglich zu verhindern, dass die Batterieleistung des Speicherabschnitts knapp wird. Zusätzlich ist es möglich, eine stabile Zufuhr einer elektrischer Leistung zu dem elektrischen Motor zu erreichen. Ferner ist es möglich, eine Lebensdauerverkürzung des Speicherabschnitts auf Grund einer übermäßigen Entladung zu begrenzen. Ferner wird der Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems verbessert.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Beispielhafte Ausführungsbeispiele einer oder mehrerer Ausgestaltungen der Erfindung sind unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines Gesamtaufbaus eines Hybridsystems gemäß der Erfindung,
  • 2 eine Beziehung zwischen einem Öffnungswinkel einer Beschleunigungseinrichtung und einer erforderlichen Ausgabe,
  • 3 eine Beziehung zwischen einer Ausgabe und einem Wärmewirkungsgrad einer Verbrennungskraftmaschine und einer Brennstoffzelle,
  • 4 ein Flussdiagramm einer Steuerungssequenz einer internen Verbrennung durch eine Steuerungseinheit,
  • 5 eine weitere Steuerungssequenz einer Verbrennungskraftmaschine durch eine Steuerungseinheit,
  • 6 ein Flussdiagramm einer Steuerungssequenz eines Betriebs gemäß 5 durch eine Steuerungseinheit,
  • 7 eine Beziehung zwischen einer erforderlichen Ausgabe und einer Ausgabe einer Brennstoffzelle,
  • 8 einen Fall, bei dem eine erlaubte maximale Ausgabe der Brennstoffzelle über einem erlaubten Ausgabebereich einer Brennstoffzelle liegt,
  • 9 eine Beziehung zwischen einer Batterieleistungspegel eines Speicherabschnitts und einem Ausgabekorrekturwert einer Verbrennungskraftmaschine,
  • 10 ein Flussdiagramm einer Steuerung gemäß 7 bis 9 und
  • 11 eine Beziehung zwischen einem Batterieleistungspegel eines Speicherabschnitts und einer Ausgabe einer Brennstoffzelle.
  • Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
  • In 1 ist ein Blockschaltbild eines Gesamtaufbaus eines Hybridsystems 100 veranschaulicht, das eine Ausgestaltung oder mehrere Ausgestaltungen der Erfindung verwirklicht. Wie es in 1 gezeigt ist, kann das Hybridsystem 100 eine Brennstoffzelle 10, eine Batterieeinheit 20, eine Energieausgabeeinheit 30 und eine Steuerungseinheit 40 umfassen.
  • Die Brennstoffzelle 10 kann einen Vormischabschnitt 11, einen Erwärmungsabschnitt 12, einen Reformierabschnitt 13, einen Brennstoffsortierabschnitt 14, eine Brennstoffzelle 15, einen Rückflussabschnitt 16 und einen Zellenkühlabschnitt 17 umfassen. Die Batterieeinheit 20 kann einen Transformierabschnitt 21 und 23, einen Speicherabschnitt 22, einen Invertierabschnitt bzw. Umrichterabschnitt 24 und einen Batterieleistungspegelerfassungsabschnitt 25 umfassen. Die Energieausgabeeinheit 30 kann eine Verbrennungskraftmaschine 31, einen elektrischen Generator 32, einen Ausgabeenergieaufteilabschnitt 33, einen elektrischen Motor 34, einen Energieübertragungsabschnitt bzw. Leistungsgetriebeabschnitt 35, Räder 36 und eine Beschleunigungseinrichtung 37 umfassen.
  • Der Vormischabschnitt 11 kann Anweisungen von der Steuerungseinheit 40 empfangen, kann ein gemischtes Gas erzeugen, indem Kohlenwasserstoffgas und Sauerstoff in einem spezifischen Verhältnis gemischt werden, und kann das gemischte Gas dem Erwärmungsabschnitt 12 bereitstellen. Der Erwärmungsabschnitt 12 kann das gemischte Gas erwärmen und das gemischte Gas dem Reformierabschnitt 13 bereitstellen. Der Reformierabschnitt 13 kann Wasserstoff beinhaltendes Brennstoffgas aus dem gemischten Gas erzeugen und kann das Brennstoffgas dem Brennstoffsortierabschnitt 14 bereitstellen. Der Brennstoffsortierabschnitt 14 kann das Brennstoffgas filtern und kann Wasserstoffgas und anderes Gas (Kohlenwasserstoffgas, Kohlenmonoxidgas, Kohlendioxidgas und Stickstoffgas) trennen. Der Brennstoffsortierabschnitt 14 kann das Wasserstoffgas der Brennstoffzelle 15 bereitstellen und kann das Kohlenwasserstoffgas, das Kohlenmonoxidgas, das Kohlendioxidgas und das Stickstoffgas dem Rückflussabschnitt 16 bereitstellen.
  • Der Rückflussabschnitt 16 kann das Kohlenwasserstoffgas, das Kohlenmonoxidgas, das Kohlendioxidgas und das Stickstoffgas für eine Verwendung als Brennstoff zum Erwärmen oder als ein Fluid für ein Wiedereinsammeln von Wärme dem Reformierabschnitt 13 über den Erwärmungsabschnitt 12 bereitstellen. Ebenso ist es möglich, einen Vorteil aus dem Kohlenwasserstoffbrennstoff auf effektive Weise zu ziehen. Die Brennstoffzelle 16 kann eine elektrische Leistung aus dem bereitgestellten Wasserstoffgas erzeugen, kann Anweisungen von der Steuerungseinheit 40 empfangen und kann die elektrische Leistung dem Transformierabschnitt 21 bereitstellen. Der Zellenkühlabschnitt 17 kann Luft von außerhalb des Hybridsystems 100 einbringen, kann einen Teil der Luft zum Kühlen der Brennstoffzelle 15 verwenden und kann den Rest der Luft dem Rückflussabschnitt 16 bereitstellen.
  • Der Transformierabschnitt 121 kann die elektrische Leistung von der Brennstoffzelle 15 transformieren und kann die transformierte elektrische Leistung dem Speicherabschnitt 22 oder dem Transformierabschnitt 23 bereitstellen. Der Speicherabschnitt 22 kann eine Sekundärbatterie usw. umfassen. Der Speicherabschnitt 22 kann Anweisungen von der Steuerungseinheit 40 empfangen und kann eine elektrische Leistung dem Transformierabschnitt 23 bereitstellen. Der Transformierabschnitt 23 kann die bereitgestellte elektrische Leistung transformieren und kann die transformierte elektrische Leistung dem Umrichterabschnitt 24 bereitstellen. Der Umrichterabschnitt 24 kann die bereitgestellte elektrische Leistung in einen Wechselstrom umrichten und kann den Strom dem elektrischen Motor 34 bereitstellen. Der Batterieleistungspegelerfassungsabschnitt 25 kann einen Wert des Batterieleistungspegels des Speicherabschnitts 22 erfassen und kann den Wert des Batterieleistungspegels der Steuerungseinheit 40 bereitstellen.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 31 kann Anweisungen von der Steuerungseinheit 40 empfangen und kann ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem spezifischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis erzeugen, kann eine Antriebsleistung erzeugen und kann die Antriebsleistung dem Ausgabeenergieaufteilabschnitt 33 bereitstellen. Der Ausgabeenergieaufteilabschnitt 33 kann Anweisungen von der Steuerungseinheit 40 empfangen und kann die Antriebsleistung von der Verbrennungskraftmaschinen dem elektrischen Motor 34, dem elektrischen Generator 32 oder dem Leistungsgetriebeabschnitt 35 bereitstellen. Der elektrische Motor 34 kann eine Antriebsleistung aus der elektrischen Leistung, die von dem Umrichterabschnitt 24 bereitgestellt wird, erzeugen und kann die Antriebsleistung dem Leistungsgetriebeabschnitt 35 bereitstellen. Wenn die Antriebsleistung dem elektrischen Motor 34 von dem Ausgabeenergieaufteilabschnitt 33 bereitgestellt wird, kann der elektrische Motor 34 eine Antriebsleistung aus der Antriebsleistung erzeugen, die von dem Ausgabeenergieaufteilabschnitt 33 bereitgestellt wird, und die elektrischen Leistung erzeugen, die von dem Umrichterabschnitt 24 bereitgestellt wird. Der Leistungsgetriebeabschnitt 35 kann die bereitgestellte Antriebsleistung zu den Rädern 36 übertragen. Die Beschleunigungseinrichtung 37 kann einen zugehörigen Öffnungswinkel, der durch einen Benutzer eingestellt wird, bereitstellen.
  • Zusätzlich kann, wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 niedrig ist oder wenn die Räder 36 langsamer werden, der Ausgabeenergieaufteilabschnitt 33 Anweisungen von der Steuerungseinheit 40 empfangen und kann die Antriebsleistung, die in der Verbrennungskraftmaschine 31 erzeugt wird, dem elektrischen Generator 32 bereitstellen. Der elektrische Generator 32 kann eine elektrische Leistung aus der bereitgestellten Antriebsleistung erzeugen und kann die elektrische Leistung dem Speicherabschnitt 22 über den Umrichterabschnitt 24 und den Transformierabschnitt 23 bereitstellen.
  • Als nächstes ist eine Beziehung zwischen dem Öffnungswinkel der Beschleunigungseinrichtung 37 und einer erforderlichen Ausgabe beschrieben. In 2 ist die Beziehung zwischen dem Öffnungswinkel der Beschleunigungseinrichtung 37 und der erforderlichen Ausgabe veranschaulicht. Die vertikale Achse gemäß 2 zeigt die erforderliche Ausgabe an und die horizontale Achse gemäß 2 zeigt den Öffnungswinkel der Beschleunigungseinrichtung 27 an. Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Öffnungswinkel der Beschleunigungseinrichtung 37 proportional zu der erforderlichen Ausgabe, wobei die erforderliche Ausgabe zunimmt, wenn der Öffnungswinkel der Beschleunigungseinrichtung 37 zunimmt. Die Steuerungseinheit 40 kann die erforderliche Ausgabe aus dem Öffnungswinkel der Beschleunigungseinrichtung 37 auf der Grundlage von 2 berechnen.
  • Als nächstes ist eine Ausgabe und ein Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 31 und der Brennstoffzelle 15 beschrieben. In 3 ist eine Beziehung zwischen der Ausgabe und dem Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 31 und der Brennstoffzelle 15 veranschaulicht. Die vertikale Achse gemäß 3 zeigt den Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 31 und der Brennstoffzelle 15 an und die horizontale Achse gemäß 3 zeigt die Ausgabe der Verbrennungskraftmaschine 31 und der Brennstoffzelle 15 an.
  • In der Beschreibung von verschiedenen Ausführungsbeispielen bezieht sich der Ausdruck "Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 31" auf den Anteil der Ausgabe der Verbrennungskraftmaschine 31 an der Energie, die durch die Verbrennungskraftmaschine 31 verwendet wird. Der Begriff "der Wärmewirkungsgrad der Brennstoffzelle 15" bezieht sich auf den Anteil der Ausgabe der Brennstoffzelle 15 an der Energie, die durch die Brennstoffzelle 15 verwendet wird.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, kann der Wärmewirkungsgrad der Brennstoffzelle 15 schnell zunehmen, wenn die Ausgabe der Brennstoffzelle zunimmt, und kann schnell über den maximalen Wärmewirkungsgrad hinaus abnehmen. Im Gegensatz dazu kann der Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 31 langsam zunehmen, wenn die Ausgabe der Verbrennungskraftmaschine 31 zunimmt, und kann langsam über den maximalen Wärmewirkungsgrad abnehmen. Der Grund hierfür ist, dass bei einer allgemeinen Verbrennungskraftmaschine der Wärmewirkungsgrad abnimmt, was durch eine Vergrößerung der Reibung, einer Abnahme des Einlasswirkungsgrads und des Abgaswirkungsgrads, eine Abnahme des Wärmewirkungsgrad usw. verursacht wird, wenn die Ausgabe der Verbrennungskraftmaschine 31 zunimmt.
  • Nachstehend wird ein Bereich, bei dem der Wärmewirkungsgrad der Brennstoffzelle 15 den maximalen Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 31 überschreitet, als "erlaubter Ausgabebereich der Brennstoffzelle" bezeichnet. Zusätzlich wird der maximale Wert in dem erlaubten Ausgabebereich der Brennstoffzelle als "erlaubter maximaler voreingestellter Ausgabewert der Brennstoffzelle" bezeichnet und der minimale Wert des erlaubten Ausgabebereichs der Brennstoffzelle wird als "erlaubter minimaler voreingestellter Ausgabewert der Brennstoffzelle" bezeichnet.
  • Wenn die erforderliche Ausgabe unter den erlaubten maximalen voreingestellten Ausgabewert der Brennstoffzelle liegt, kann der elektrische Motor 34 eine Antriebsleistung aus der elektrischen Leistung, die von dem Speicherabschnitt 22 bereitgestellt wird, erzeugen. Wenn die erforderliche Ausgabe in dem erlaubten Ausgabebereich der Brennstoffzelle ist, kann der elektrische Motor 34 die Antriebsleistung aus der elektrischen Leistung, die von der Brennstoffzelle 15 und/oder dem Speicherabschnitt 22 bereitgestellt wird, erzeugen. Wenn die erforderliche Ausgabe über dem erlaubten maximalen voreingestellten Ausgabewert der Brennstoffzelle ist, kann der elektrische Motor 34 die Antriebsleistung aus der elektrischen Leistung, die von der Brennstoffzelle 15 und/oder dem Speicherabschnitt 22 bereitgestellt wird, erzeugen, und die Verbrennungskraftmaschine 31 kann die Antriebsleistung erzeugen, wenn es erforderlich ist. In beispielhaften Ausführungsbeispielen wird der Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems 100 vergrößert, da die Brennstoffzelle 15 in einem hohen Wärmewirkungsgradbereich arbeiten kann und ein unnötiger Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 31 mit einem niedrigen Wärmewirkungsgrad begrenzt ist.
  • Zusätzlich kann der Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 31 ein Anteil der Ausgabe, die dem elektrischen Motor 34 von der Verbrennungskraftmaschine 31 bereitzustellen ist, an der Energie sein, die durch die Verbrennungskraftmaschine 31 verwendet wird. Zusätzlich kann der Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 31 ein Anteil der elektrischen Leistung, die dem Speicherabschnitt 22 über den elektrischen Generator 32 bereitzustellen ist, an der Energie sein, die durch die Verbrennungskraftmaschine 31 verwendet wird. Ferner kann der Wärmewirkungsgrad der Brennstoffzelle 15 ein Anteil der Ausgabe, die von der Brennstoffzelle 15 dem elektrischen Motor 34 über den Speicherabschnitt 22 bereitzustellen ist, an der Energie sein, die durch die Brennstoffzelle 15 verwendet wird. In diesem Fall wird die Abnahme des Ausgabewirkungsgrads der Verbrennungskraftmaschine 31 und der Brennstoffzelle 15, die durch andere Geräte in dem Hybridsystem 100 verursacht wird, reflektiert. Der Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems 100 wird dabei in geeigneter Weise vergrößert.
  • Eine Steuerung der Verbrennungskraftmaschine 31 durch die Steuerungseinheit 40 ist nachstehend beschrieben. In 4 ist ein Flussdiagramm einer Steuerung der Verbrennungskraftmaschine 31 durch die Steuerungseinheit 40 veranschaulicht. Wie es in 4 gezeigt ist, kann die Steuerungseinheit 40 einen Beschleunigungseinrichtungsöffnungswinkel von der Beschleunigungseinrichtung 37 empfangen und kann die erforderliche Ausgabe berechnen (Schritt S1). In diesem Fall kann die erforderliche Ausgabe auf der Grundlage von 2 berechnet werden. Als nächstes kann die Steuerungseinheit 40 bestimmen, ob die erforderliche Ausgabe über dem erlaubten maximalen voreingestellten Ausgabewert der Brennstoffzelle liegt (Schritt S2).
  • Wenn in Schritt S2 bestimmt wird, dass die erforderliche Ausgabe über dem erlaubten maximalen voreingestellten Ausgabewert liegt, kann die Steuerungseinheit 40 die Verbrennungskraftmaschine 31 steuern, um zu arbeiten (Schritt S3). Als nächstes kann die Steuerungseinheit 40 den Ausgabeenergieaufteilabschnitt 33 steuern, um die Antriebsleistung, die in der Verbrennungskraftmaschine 31 erzeugt wird, dem elektrischen Generator 32 bereitzustellen (Schritt S4). In diesem Fall kann die Antriebsleistung, die in der Verbrennungskraftmaschine 32 erzeugt wird, den Rädern 36 bereitgestellt werden. Nach dem Schritt S4 kann die Steuerungseinheit 40 die Sequenz noch einmal von Schritt S1 an starten.
  • Wenn nicht bestimmt wird, dass die erforderliche Ausgabe über dem erlaubten maximalen voreingestellten Ausgabewert der Brennstoffzelle in Schritt S2 liegt, kann die Steuerungseinheit 40 die Sequenz noch einmal von Schritt S1 an starten. Zusätzlich kann die Steuerungseinheit 40 das Flussdiagramm in einer spezifischen Zeitdauer starten.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, kann, wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 abnimmt, die Verbrennungskraftmaschine 31 arbeiten und der Energieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 kann zunehmen. Es ist auch möglich zu verhindern, dass die Batterieleistung des Speicherabschnitts 22 knapp wird. Es ist folglich für den Speicherabschnitt 22 möglich, die elektrische Leistung dem elektrischen Motor 34 stabil bereitzustellen, und es ist möglich, die Abnahme der Lebenszeit des Speicherabschnitts 22, die durch eine übermäßige Entladung verursacht wird, zu begrenzen. Zusätzlich ist es möglich, einen unnötigen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 32 mit dem niedrigen Wärmewirkungsgrad zu begrenzen, wobei der Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems 100 vergrößert wird.
  • Zusätzlich kann, wenn nicht bestimmt wird, dass die erforderliche Ausgabe über dem erlaubten maximalen voreingestellten Ausgabewert der Brennstoffzellen Schritt S2 liegt, die Steuerungseinheit 40 die Verbrennungskraftmaschine 31 steuern, um einen Betrieb zu stoppen.
  • Nachfolgend ist eine andere Steuerung der Verbrennungskraftmaschine 31 durch die Steuerungseinheit 40 beschrieben. In 5 ist eine andere Steuerung der Verbrennungskraftmaschine 31 durch die Steuerungseinheit 40 veranschaulicht. In 5A ist eine Beziehung zwischen der erforderlichen Ausgabe und dem Betrieb des Speicherabschnitts 22 veranschaulicht und in 5B ist eine Beziehung zwischen der Zeit, in der die elektrische Leistung durch den Speicherabschnitt 22 zugeführt wird, und dem Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 veranschaulicht. Die vertikale Achse gemäß 5A zeigt den Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 21 und der Brennstoffzelle 15 an und die horizontale Achse gemäß 5A zeigt die Ausgabe der Verbrennungskraftmaschine 31 an. Die vertikale Achse gemäß 5B zeigt den Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 an und die horizontale Achse gemäß 5B zeigt die Zeit an, in der die elektrische Leistung durch den Speicherabschnitt 22 zugeführt wird.
  • Wie es in 5A gezeigt ist, ist die maximale Ausgabe der Brennstoffzelle 15 relativ klein. Die elektrische Leistung des Speicherabschnitts 22 wird verwendet, wenn die erforderliche Ausgabe über der maximalen Ausgabe der Brennstoffzelle 15 liegt. Wie es in 5B gezeigt ist, nimmt der Batterieleistungspegel im Laufe der Zeit, in der die elektrische Leistung von dem Speicherabschnitt 22 zugeführt wird, ab. Wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 unter einem Schwellenwert X liegt, kann die Steuerungseinheit 40 die Verbrennungskraftmaschine 31 steuern, um zu arbeiten und die elektrische Leistung dem Speicherabschnitt 22 bereitzustellen. Es ist folglich möglich, die Abnahme der Lebensdauer des Speicherabschnitts 22, die durch ein übermäßiges Entladen verursacht wird, zu begrenzen.
  • In 6 ist ein Flussdiagramm einer Steuerungssequenz des Betriebs gemäß 5 durch die Steuerungseinheit 40 gezeigt. Wie es in 6 gezeigt ist, kann die Steuerungseinheit 40 den Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 von dem Batterieleistungspegelerfassungsabschnitt 25 empfangen (Schritt S11). Als nächstes kann die Steuerungseinheit 40 bestimmen, ob der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 unter dem Schwellenwert X liegt (Schritt S12). Wenn in Schritt S12 bestimmt wird, dass der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 unter dem Schwellenwert X liegt, kann die Steuerungseinheit 40 die Verbrennungskraftmaschine 31 steuern, um zu arbeiten (Schritt S13). Dann kann die Steuerungseinheit 40 den Ausgabeenergieaufteilabschnitt 33 steuern, um die Antriebsleistung, die in der Verbrennungskraftmaschine 31 erzeugt wird, dem elektrischen Generator 32 bereitzustellen (Schritt S14). In diesem Fall kann die Antriebsleistung, die in der Verbrennungskraftmaschine 31 erzeugt wird, den Rädern 36 bereitgestellt werden. Nach dem Schritt S14 kann die Steuerungseinheit 40 die Sequenz noch einmal von Schritt S11 an starten.
  • Wenn in Schritt S12 nicht bestimmt wird, dass der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 unter dem Schwellenwert X liegt, kann die Steuerungseinheit 40 die Sequenz noch einmal von Schritt S11 an starten. Zusätzlich kann die Steuerungseinheit 40 das Flussdiagramm in einer spezifischen Zeitdauer starten.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, kann, wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 niedrig ist, die Verbrennungskraftmaschine 31 arbeiten und der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 kann zunehmen. Es ist folglich möglich zu verhindern, dass die Batterieleistung des Speicherabschnitts 22 knapp wird. Folglich ist es für den Speicherabschnitt 22 möglich, die elektrische Leistung dem elektrischen Motor 34 in stabiler Art und Weise bereitzustellen, und es ist möglich, die Abnahme der Lebensdauer des Speicherabschnitts 22, die durch ein übermäßiges Entladen verursacht wird, zu begrenzen. Zusätzlich ist es möglich, einen unnötigen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 31 mit einem niedrigen Wärmewirkungsgrad zu begrenzen, wobei der Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems 11 vergrößert wird.
  • Zusätzlich kann, wenn in Schritt S12 nicht bestimmt wird, dass die erforderliche Ausgabe über dem erlaubten maximalen voreingestellten Ausgabewert der Brennstoffzelle liegt, die Steuerungseinheit 40 die Verbrennungskraftmaschine 31 steuern, um einen Betrieb zu stoppen.
  • Nachfolgend ist eine andere Steuerungssequenz der Verbrennungskraftmaschine 31 durch die Steuerungseinheit 40 beschrieben. In 7 ist eine Beziehung zwischen der erforderlichen Ausgabe und der Ausgabe der Brennstoffzelle 15 veranschaulicht. Die vertikale Achse gemäß 7 zeigt die Ausgabe der Brennstoffzelle 15 an und die horizontale Achse gemäß 7 zeigt die erforderliche Ausgabe an.
  • Wie es in 7 gezeigt ist, ist die erlaubte minimale Ausgabe der Brennstoffzelle konstant bei dem erlaubten minimalen voreingestellten Ausgabewert der Brennstoffzelle unabhängig von der erforderlichen Ausgabe. Im Gegensatz dazu ist die erlaubte maximale Ausgabe der Brennstoffzelle bei dem erlaubten maximalen voreingestellten Ausgabewert der Brennstoffzelle unabhängig von der erforderlichen Ausgabe konstant, wenn die erforderliche Ausgabe in dem erlaubten Ausgabebereich der Brennstoffzelle gemäß 3 liegt, wobei aber der erlaubte maximale Ausgabewert der Brennstoffzelle zu der maximalen Ausgabe der Brennstoffzelle auf der Grundlage der erforderlichen Ausgabe vergrößert wird, wenn die erforderliche Ausgabe über dem erlaubten Ausgabebereich der Brennstoffzelle liegt.
  • In 8 ist ein Fall veranschaulicht, bei dem die erlaubte maximale Ausgabe der Brennstoffzelle über dem erlaubten Ausgabebereich der Brennstoffzelle liegt. Die vertikale Achse gemäß 8 zeigt den Wärmewirkungsgrad der Brennstoffzelle 15 und der Verbrennungskraftmaschine 31 an und die horizontale Achse gemäß 8 zeigt die Ausgabe der Brennstoffzelle 15 und der Verbrennungskraftmaschine 31 an. Wenn die erforderliche Ausgabe über dem erlaubten Ausgabebereich der Brennstoffzelle liegt, wird die erlaubte maximale Ausgabe der Brennstoffzelle 15 auf der Grundlage der erforderlichen Ausgabe zu dem Wärmewirkungsgrad erhöht, der gleich dem der Verbrennungskraftmaschine 31 ist. Zusätzlich ist die obere Grenze der erlaubten maximalen Ausgabe der Brennstoffzelle 15 die maximale Ausgabe der Brennstoffzelle.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, bleibt der Wärmewirkungsgrad der Brennstoffzelle 15 immer ein Wert, der größer ist als der Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 31. Zusätzlich ist es möglich, einen Vorteil bei einem Maximum der elektrischen Leistung, die in der Brennstoffzelle 15 erzeugt wird, zu ziehen. Es ist somit möglich, einen unnötigen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 31 zu begrenzen. Dementsprechend wird der Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems 100 vergrößert.
  • In 9 ist eine Beziehung zwischen dem Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 und dem Ausgabekorrekturwert der Verbrennungskraftmaschine 31 veranschaulicht. Der Begriff "der Ausgabekorrekturwert der Verbrennungskraftmaschine 31" bezieht sich auf eine Ausgabe, die von der Ausgabe subtrahiert wird, die in der Verbrennungskraftmaschine 31 auf der Grundlage der erforderlichen Ausgabe zu erzeugen ist. Die vertikale Achse gemäß 9 zeigt den Ausgabekorrekturwert der Verbrennungskraftmaschine 31 an und die horizontale Achse gemäß 9 zeigt den Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 an.
  • Wie es in 9 gezeigt ist, kann der Ausgabekorrekturwert der Verbrennungskraftmaschine 31 in dem Bereich, bei dem der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 niedrig ist, Null sein, wobei der Ausgabekorrekturwert der Verbrennungskraftmaschine 31 zunehmen kann, wenn der Batterieleistungspegel zunimmt, wenn der Batterieleistungspegel über dem vorbestimmten Wert liegt. Auf diese Weise kann, wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 niedrig ist, der Speicherabschnitt 22 durch die Ausgabe der Verbrennungskraftmaschine 31 aufgeladen werden. Zusätzlich kann, wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 hoch ist, die Ausgabe der Verbrennungskraftmaschine 31 begrenzt werden und die elektrische Leistung von dem Speicherabschnitt 22 kann verwendet werden.
  • Beispielsweise kann der Ausgabekorrekturwert 0kW sein, wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 in einem Bereich von 0% bis 30% liegt, und der Ausgabekorrekturwert kann 5kW sein, wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 die Hälfte der Speicherkapazität ist.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, einen unnötigen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 31 zu begrenzen, indem ein Vorteil bei einem Maximum der elektrischen Leistung des Speicherabschnitts 22 gezogen wird, wobei es möglich ist, den Speicherabschnitt 22 durch den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 31 in einem Fall, bei dem die elektrische Leistung des Speicherabschnitts 22 knapp wird, aufzuladen. Es ist folglich möglich, die Abnahme der Lebensdauer des Speicherabschnitts 22, die durch ein übermäßiges Entladen verursacht wird, zu verhindern. Zusätzlich wird der Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems 100 vergrößert.
  • In 10 ist ein Flussdiagramm einer Steuerung gemäß 7 bis 9 durch die Steuerungseinheit 40 gezeigt. Wie es in 10 gezeigt ist, kann die Steuerungseinheit 40 die erlaubte minimale Ausgabe der Brennstoffzelle auf den erlaubten minimalen voreingestellten Ausgabewert der Brennstoffzelle einstellen (Schritt S21). Als nächstes kann die Steuerungseinheit 40 die erforderliche Ausgabe berechnen (Schritt S22). In diesem Fall kann die Steuerungseinheit 40 die erforderliche Ausgabe von dem Beschleunigungseinrichtungsö Öffnungswinkel der Beschleunigungseinrichtung 37 auf der Grundlage von 2 berechnen.
  • Dann kann die Steuerungseinheit 40 die erlaubte maximale Ausgabe der Brennstoffzelle auf der Grundlage der berechneten erforderlichen Ausgabe und des Graphen gemäß 7 einstellen (Schritt S23). Als nächstes kann die Steuerungseinheit 40 den Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 empfangen (Schritt S24). Dann kann die Steuerungseinheit 40 den Ausgabekorrekturwert der Verbrennungskraftmaschine auf der Grundlage des Graphen gemäß 9 berechnen (Schritt S25). Nach dem Schritt S25 kann die Steuerungseinheit 40 die Sequenz noch einmal von Schritt S21 an starten.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, bleibt der Wärmewirkungsgrad der Brennstoffzelle 15 immer ein Wert, der größer ist als der Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 31. Zusätzlich ist es möglich, einen Vorteil bei einem Maximum der elektrischen Leistung, die in der Brennstoffzelle 15 erzeugt wird, und der elektrischen Leistung von dem Speicherabschnitt 22 zu ziehen. Ferner ist es möglich, einen unnötigen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 31 zu begrenzen, und es möglich, den Speicherabschnitt 22 durch den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 31 in einem Fall, bei dem die elektrische Leistung des Speicherabschnitts 22 knapp wird, aufzuladen. Es ist folglich möglich, eine Abnahme der Lebensdauer des Speicherabschnitts 22, die durch ein übermäßiges Entladen verursacht wird, zu verhindern. Zusätzlich wird der Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems 100 vergrößert.
  • Zusätzlich kann die Steuerungseinheit 40 das Flussdiagramm alle paar Millisekunden bis hin zu mehreren 10 Millisekunden abarbeiten. Beispielsweise kann die Steuerungseinheit 40 das vorstehend genannte Flussdiagramm alle 48 Millisekunden abarbeiten.
  • Nachfolgend ist die Ausgabe der Brennstoffzelle 15 beschrieben. In 11 ist eine Beziehung zwischen dem Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 und der Ausgabe der Brennstoffzelle 15 beschrieben. Die vertikale Achse gemäß 11 zeigt die Ausgabe der Brennstoffzelle 15 an und die horizontale Achse gemäß 11 zeigt den Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 an. Wie es in 11 gezeigt ist, kann die Brennstoffzelle 15 eine derartige Ausgabe aufweisen, dass der Ausgabewert der Brennstoffzelle 15 gleich einem der Ausgabewerte ist, die im Voraus auf der Grundlage des Batterieleistungspegels des Speicherabschnitts 22 eingestellt sind. Dieser eingestellte Wert wird in inkrementellen Schritten verringert, wenn der Batterieleistungspegel zunimmt, und ist Null, wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts 22 einen vorbestimmten Wert überschreitet. Die Brennstoffzelle 15 erzeugt folglich keine elektrische Leistung in einem Fall, bei dem der Speicherabschnitt 22 in ausreichender Weise aufgeladen ist. Dementsprechend wird der Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems 100 vergrößert.
  • Zusätzlich ist es, wenn der maximale Wärmewirkungsgrad der Brennstoffzelle 15 einer der vorbestimmten Werte, die vorstehend genannt sind, ist, möglich, einen Vorteil aus der Ausgabe der Brennstoffzelle 15 bei einem maximalen Wärmewirkungsgrad zu ziehen. Der Ausgabewert der Brennstoffzelle 15 kann in inkrementellen Schritten auf der Grundlage der erforderlichen Ausgabe, des Öffnungswinkels der Beschleunigungseinrichtung 37 oder dergleichen zunehmen.
  • Zusätzlich wird verhindert, dass eine Verzögerung in einer Reaktion eines Flusses eines gasförmigen Reaktionspartners der Brennstoffzelle 15, die durch eine schnelle Änderung der erforderlichen Ausgabe verursacht wird, auftritt, da es nicht erforderlich ist, die Ausgabe der Brennstoffzelle 15 kontinuierlich zu steuern. Ferner ist es möglich, den Erzeugungswirkungsgrad der Brennstoffzelle 15 bei einer theoretischen Figur zu halten, da der Fluss des gasförmigen Reaktionspartners stabilisiert ist. Zusätzlich wird verhindert, dass die elektrische Anforderung einer Pumpe, die den gasförmigen Reaktionspartner der Brennstoffzelle 15 bereitstellt, übermäßig wird, da es nicht erforderlich ist, ein Überschwingen der Pumpe zu korrigieren. Insbesondere wird der vorstehend genannte Effekt vergrößert, wenn der Reformierabschnitt 13 ein Brennstoffgas erzeugt, wie bei diesem Ausführungsbeispiel.
  • Die Ausgabe der Brennstoffzelle 15, die in 15 beschrieben ist, stellt ein Beispiel dar. Die Brennstoffzelle 15 kann in einer anderen Art und Weise eine Ausgabe ausführen. Beispielsweise kann die Steuerungseinheit 40 die Brennstoffzelle 15 steuern, um eine kontinuierliche Ausgabe aus der Grundlage des Batterieleistungspegels des Speicherabschnitts 22 zu erhalten.
  • Die Brennstoffzelle 15 kann eine Ausgabe bei einem maximalen Wärmewirkungsgrad machen, wenn die erforderliche Ausgabe unter der Ausgabe bei dem maximalen Wärmewirkungsgrad ist. In diesem Fall gibt die Brennstoffzelle 15 eine elektrische Leistung aus, die größer ist als die erforderliche Ausgabe, und die Brennstoffzelle 15 kann die überschüssige elektrische Leistung dem Speicherabschnitt 22 bereitstellen. Die Brennstoffzelle 15 stellt folglich dem Speicherabschnitt 22 eine elektrische Leistung bei einem maximalen Wärmewirkungsgrad bereit. Dementsprechend wird der Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems 100 vergrößert.
  • Zusätzlich kann die Brennstoffzelle 15 eine Ausgabe bei dem maximalen Wärmewirkungsgrad machen, wenn die erforderliche Ausgabe unter der Ausgabe bei dem maximalen Wärmewirkungsgrad ist. In diesem Fall wird die elektrische Leistung von dem Speicherabschnitt 22 für den Fehlbetrag der Ausgabe der Brennstoffzelle 15 verwendet. Der Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems 100 wird vergrößert, da die Brennstoffzelle 15 eine elektrische Leistung bei dem maximalen Wärmewirkungsgrad erzeugt.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel entspricht die Steuerungseinheit 40 dem Bestimmungsabschnitt und dem Steuerungsabschnitt, der Schwellenwert X entspricht dem Schwellenwert und der erlaubte Ausgabebereich der Brennstoffzelle entspricht dem vorbestimmten Ausgabebereich.
  • Innerhalb der nachfolgenden Beschreibung sind verschiedene spezifische Konzepte und Strukturen angegeben, um ein fundiertes Verständnis der Erfindung zu schaffen. Die Erfindung kann ohne eine Verwendung all dieser spezifischen Konzepte und Strukturen in die Praxis umgesetzt werden. In anderen Fällen sind allgemein bekannte Elemente nicht gezeigt oder ausführlich beschrieben worden, so dass der Schwerpunkt auf die Erfindung gelegt werden kann.
  • Das Hybridsystem gemäß einer Ausgestaltung oder mehrere Ausgestaltungen der Erfindung kann einen elektrischen Motor, einen Speicherabschnitt, eine Brennstoffzelle, eine Verbrennungskraftmaschine, einen Bestimmungsabschnitt und einen Steuerungsabschnitt umfassen. Der elektrische Motor kann eine Antriebsleistung erzeugen. Der Speicherabschnitt kann dem elektrischen Motor eine elektrische Leistung bereitstellen. Die Brennstoffzelle kann dem elektrischen Motor oder dem Speicherabschnitt eine elektrische Leistung in einem vorbestimmten Ausgabebereich bereitstellen. Die Verbrennungskraftmaschine kann eine Last der Brennstoffzelle absorbieren bzw. auffangen. Der Bestimmungsabschnitt kann bestimmen, ob die Last der Brennstoffzelle über der maximalen Ausgabe in dem vorbestimmten Bereich liegt. Der Steuerungsabschnitt kann die Verbrennungskraftmaschine steuern, um zu arbeiten, wenn bestimmt wird, dass die Last der Brennstoffzelle über der maximalen Ausgabe in dem vorbestimmten Bereich liegt.
  • In beispielhaften Ausführungsbeispielen kann die elektrische Leistung, die in der Brennstoffzelle erzeugt wird, die in dem vorbestimmten Ausgabebereich arbeitet, dem Speicherabschnitt oder dem elektrischen Motor bereitgestellt werden, und die Verbrennungskraftmaschine kann die Last der Brennstoffzelle auffangen, wenn die Last der Brennstoffzelle über der maximalen Ausgabe des vorbestimmten Bereichs liegt. Es ist somit möglich, den Fehlbetrag der Ausgabe der Brennstoffzelle mit der der Verbrennungskraftmaschine auszugleichen und es ist möglich, die Last der Brennstoffzelle stabil aufzufüllen, auch wenn die Last der Brennstoffzelle über der maximalen Ausgabe der Brennstoffzelle liegt.
  • In beispielhaften Ausführungsbeispielen kann der Bestimmungsabschnitt bestimmen, dass die Last der Brennstoffzelle über der maximalen Ausgabe in dem vorbestimmten Bereich liegt, wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts abnimmt. In diesem Fall nimmt der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts auf Grund des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine zu, auch wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts abnimmt. Es ist folglich möglich zu verhindern, dass die Batterieleistung des Speicherabschnitts knapp wird.
  • In beispielhaften Ausführungsbeispielen kann der vorbestimmte Bereich der Bereich sein, bei dem der Wärmewirkungsgrad der Brennstoffzelle über dem maximalen Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine liegt. In diesem Fall kann die Brennstoffzelle mit einem höheren Wärmewirkungsgrad arbeiten.
  • Der Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems wird somit vergrößert.
  • In beispielhaften Ausführungsbeispielen kann das Hybridsystem ferner einen Batterieleistungspegelerfassungsabschnitt umfassen, der den Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts erfasst. Der Steuerungsabschnitt kann die Verbrennungskraftmaschine steuern, um einen Betrieb zu stoppen, wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts größer als ein Schwellenwert ist, und kann die Verbrennungskraftmaschine steuern, um einen Betrieb zu starten, wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts unter dem Schwellenwert liegt. In diesem Fall wird der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts auf Grund des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine vergrößert, wenn der Batterieleistungspegel niedrig ist. Es wird verhindert, dass die Batterieleistung des Speicherabschnitts knapp wird. Es ist somit möglich, eine stabile Zufuhr einer elektrischen Leistung zu dem elektrischen Motor von dem Speicherabschnitt zu erreichen, und es ist möglich, die Abnahme der Lebensdauer des Speicherabschnitts, die durch ein übermäßiges Entladen verursacht wird, zu begrenzen. Zusätzlich wird ein unnötiger Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit dem niedrigen Wärmewirkungsgrad begrenzt. Damit wird der Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems vergrößert.
  • In den beispielhaften Ausführungsbeispielen kann der Steuerungsabschnitt die maximale Ausgabe des vorbestimmten Bereichs zu einem höherseitigen Wert zurücksetzen, wenn der Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine unter dem der Brennstoffzelle liegt, die in einem Bereich zwischen der maximalen Ausgabe des vorbestimmten Bereichs und der maximalen Ausgabe der Brennstoffzelle arbeitet. In diesem Fall ist es möglich, einen Vorteil bei einem Maximum der elektrischen Leistung, die in der Brennstoffzelle erzeugt wird, zu ziehen. Zusätzlich ist es möglich, einen unnötigen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zu begrenzen. Folglich wird der Wirkungsgrad des gesamten Hybridsystems vergrößert.
  • In den beispielhaften Ausführungsbeispielen kann der Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine ein Verhältnis einer Ausgabe, die dem elektrischen Motor oder dem Speicherabschnitt von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen ist, zu einer Energie sein, die durch die Verbrennungskraftmaschine verwendet wird. In diesem Fall ist es möglich, den Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems in geeigneter Weise zu vergrößern.
  • In den beispielhaften Ausführungsbeispielen kann der Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine ein Verhältnis einer Ausgabe, die dem elektrischen Motor über den Speicherabschnitt von der Brennstoffzelle bereitzustellen ist, zu einer Energie sein, die durch die Verbrennungskraftmaschine verwendet wird. In diesem Fall ist es möglich, den Wärmewirkungsgrad des gesamten Hybridsystems in geeigneter Weise zu vergrößern.
  • Obwohl die Erfindung in Verbindung mit dem vorgehend angegebenen beispielhaften Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, können verschiedene Alternativen, Modifikationen, Variationen, Verbesserungen und/oder wesentliche Äquivalente, seien sie bekannt oder (derzeit) unerwartet, für einen Durchschnittsfachmann ersichtlich werden. Dementsprechend sollen die beispielhaften Ausführungsbeispiele der Erfindung, wie sie vorstehend angegeben sind, zur Veranschaulichung und nicht zur Einschränkung dienen. Verschiedene Änderungen können gemacht werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Folglich sollen die Patentansprüche, wie sie eingereicht sind und wie sie möglicherweise geändert werden, alle bekannten oder später entwickelten Alternativen, Modifikationen, Variationen, Verbesserungen und/oder wesentliche Äquivalente umfassen.
  • Zusammenfassung
  • Ein Hybridsystem umfasst einen elektrischen Motor, der eine Antriebsleistung erzeugt, einen Speicherabschnitt, der dem elektrischen Motor eine elektrische Leistung bereitstellt, eine Brennstoffzelle, die dem elektrischen Motor oder dem Speicherabschnitt eine elektrische Leistung in einem vorbestimmten Ausgabebereich bereitstellt, eine Verbrennungskraftmaschine, die eine Last der Brennstoffzelle auffängt, einen Bestimmungsabschnitt, der bestimmt, ob die Last der Brennstoffzelle über der maximalen Ausgabe in dem vorbestimmten Bereich liegt, und einen Steuerungsabschnitt, der die Verbrennungskraftmaschine steuert, um zu arbeiten, wenn bestimmt wird, dass die Last der Brennstoffzelle über der maximalen Ausgabe in dem vorbestimmten Bereich liegt.

Claims (7)

  1. Hybridsystem mit: einem elektrischen Motor, der eine Antriebsleistung erzeugt, einem Speicherabschnitt, der dem elektrischen Motor eine elektrische Leistung bereitstellt, einer Brennstoffzelle, die dem elektrischen Motor oder dem Speicherabschnitt eine elektrische Leistung in einem vorbestimmten Ausgabebereich bereitstellt, einer Verbrennungskraftmaschine, die eine Last der Brennstoffzelle auffängt, einem Bestimmungsabschnitt, der bestimmt, ob die Last der Brennstoffzelle über der maximalen Ausgabe in dem vorbestimmten Bereich liegt, und einem Steuerungsabschnitt, der die Verbrennungskraftmaschine steuert, um zu arbeiten, wenn bestimmt wird, dass die Last der Brennstoffzelle über der maximalen Ausgabe in dem vorbestimmten Bereich liegt.
  2. Hybridsystem nach Anspruch 1, wobei der Bestimmungsabschnitt bestimmt, dass die Last der Brennstoffzelle über der maximalen Ausgabe in dem vorbestimmten Bereich liegt, wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts abnimmt.
  3. Hybridsystem nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Bereich ein Bereich ist, bei dem ein Wärmewirkungsgrad der Brennstoffzelle über dem maximalen Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine liegt.
  4. Hybridsystem nach Anspruch 1, mit einem Batterieleistungspegelerfassungsabschnitt, der den Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts erfasst, wobei der Steuerungsabschnitt die Verbrennungskraftmaschine steuert, um einen Betrieb zu stoppen, wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts größer als ein Schwellenwert ist, und die Verbrennungskraftmaschine steuert, um einen Betrieb zu starten, wenn der Batterieleistungspegel des Speicherabschnitts unter dem Schwellenwert liegt.
  5. Hybridsystem nach Anspruch 1, wobei der Steuerungsabschnitt die maximale Ausgabe des vorbestimmten Bereichs zu einem höherseitigen Wert zurücksetzt, wenn der Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine unter dem der Brennstoffzelle, die in einem Bereich zwischen der maximalen Ausgabe des vorbestimmten Bereichs und der maximalen Ausgabe der Brennstoffzelle arbeitet, liegt.
  6. Hybridsystem nach Anspruch 3, wobei der Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine ein Verhältnis einer Ausgabe, die dem elektrischen Motor oder dem Speicherabschnitt von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen ist, zu einer Energie, die durch die Verbrennungskraftmaschine verwendet wird, ist.
  7. Hybridsystem nach Anspruch 3, wobei der Wärmewirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine ein Verhältnis einer Ausgabe, die dem elektrischen Motor über den Speicherabschnitt von der Brennstoffzelle bereitzustellen ist, zu einer Energie, die durch die Verbrennungskraftmaschine verwendet wird, ist.
DE112005003039T 2004-12-08 2005-11-28 Hybridsystem Ceased DE112005003039T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004-355870 2004-12-08
JP2004355870A JP4241593B2 (ja) 2004-12-08 2004-12-08 ハイブリッドシステム
PCT/JP2005/022237 WO2006062046A1 (en) 2004-12-08 2005-11-28 Hybrid system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112005003039T5 true DE112005003039T5 (de) 2008-05-29

Family

ID=35788565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112005003039T Ceased DE112005003039T5 (de) 2004-12-08 2005-11-28 Hybridsystem

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7798266B2 (de)
JP (1) JP4241593B2 (de)
CN (1) CN101072697B (de)
DE (1) DE112005003039T5 (de)
WO (1) WO2006062046A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017218855A1 (de) 2017-10-23 2019-04-25 Audi Ag Dynamisch bestimmte Zustartleistung für einen Verbrennungsmotor eines Hybridfahrzeugs
DE102019200836A1 (de) * 2019-01-24 2020-07-30 Audi Ag Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006054669A1 (de) * 2006-11-17 2008-06-05 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Hybrid-Antrieb für ein Kraftfahrzeug
WO2010114511A1 (en) * 2009-03-24 2010-10-07 Utc Power Corporation Hybrid power system
JP5385728B2 (ja) * 2009-08-28 2014-01-08 公益財団法人鉄道総合技術研究所 制御方法及び制御装置
US20110226539A1 (en) * 2010-03-16 2011-09-22 Huss Michael A Vehicle with removable auxiliary power system

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4305254A (en) * 1980-02-20 1981-12-15 Daihatsu Motor Co., Ltd. Control apparatus and method for engine/electric hybrid vehicle
JP3599773B2 (ja) 1994-02-24 2004-12-08 株式会社エクォス・リサーチ ハイブリッド電源装置
AU1085499A (en) 1997-10-14 1999-05-03 Capstone Turbine Corporation Vehicle powered by a fuel cell/gas turbine combination
DE19983564T1 (de) 1998-09-30 2001-07-26 Hitachi Ltd Brennstoffzellen-System und Fahrzeug, das dieses verwendet
US6672415B1 (en) * 1999-05-26 2004-01-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Moving object with fuel cells incorporated therein and method of controlling the same
JP4337188B2 (ja) 1999-06-25 2009-09-30 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド式移動体およびその制御方法
JP3460665B2 (ja) * 2000-03-06 2003-10-27 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の自動変速機
JP5140894B2 (ja) * 2000-05-15 2013-02-13 トヨタ自動車株式会社 燃料電池と充放電可能な蓄電部とを利用した電力の供給
JP4135325B2 (ja) 2000-06-26 2008-08-20 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド式駆動源を備える移動体
JP3832237B2 (ja) * 2000-09-22 2006-10-11 日産自動車株式会社 ハイブリッド車の制御装置
US6445982B1 (en) * 2001-03-26 2002-09-03 Visteon Global Technologies, Inc. Regenerative deceleration for a hybrid drive system
JP2002345109A (ja) * 2001-05-16 2002-11-29 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両
JP2003102107A (ja) 2001-09-21 2003-04-04 Toyota Motor Corp 車両用変速制御装置
DE10152809B4 (de) 2001-10-25 2004-07-22 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebssystems
US7147072B2 (en) * 2003-04-24 2006-12-12 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for providing hybrid power in vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017218855A1 (de) 2017-10-23 2019-04-25 Audi Ag Dynamisch bestimmte Zustartleistung für einen Verbrennungsmotor eines Hybridfahrzeugs
DE102019200836A1 (de) * 2019-01-24 2020-07-30 Audi Ag Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
CN101072697A (zh) 2007-11-14
CN101072697B (zh) 2012-09-05
JP2006161726A (ja) 2006-06-22
US7798266B2 (en) 2010-09-21
US20080230287A1 (en) 2008-09-25
WO2006062046A1 (en) 2006-06-15
JP4241593B2 (ja) 2009-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012207789B4 (de) Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Regeln/Steuern des Brennstoffzellensystems
DE112007002394B4 (de) Betriebsverfahren eines Brennstoffzellensystems und Brennstoffzellensystem
DE112006004262B4 (de) Brennstoffzellensystem
DE112006003289B4 (de) Brennstoffzellensystem und mobiles Objekt
DE60124090T2 (de) Stromversorgung unter verwendung von brennstoffzellen und ladbaren/entladbaren akkumulatoren
DE69912953T2 (de) Brennstoffzellensystem und elektrisches fahrzeug in dem dieses verwendet wird und startsteuerungsverfahren für brennstoffzellensystem
DE102012208197B4 (de) Brennstoffzellenfahrzeug mit einer Erkennung für Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit und einer entsprechenden Steuerung der von der Brennstoffzelle abgegebenen Leistung
DE112008002805B4 (de) Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine
DE102013104324B4 (de) Wirkungsgradbasierender Stand-by-Betrieb für Brennstoffzellenantriebssysteme
DE112005003039T5 (de) Hybridsystem
DE102007026329B4 (de) Brennstoffzellensystem und dessen Verwendung sowie Verfahren zum Verteilen von Leistung zwischen einem Brennstoffzellenstapel und einer Batterie in einem Brennstoffzellensystem
DE112005003104T5 (de) Hybridbrennstoffzellensystem mit Batterie-Kondensator-Energiespeichersystem
DE102007051819A1 (de) Wirkungsgradoptimierte Hybridbetriebsstrategie
DE10260013A1 (de) Energieversorgungsvorrichtung mit Brennstoffzelle und Kondensator
DE102012215944B4 (de) Brennstoffzellenfahrzeug
DE102012207632A1 (de) Brennstoffzellensystem
DE102018109395A1 (de) Brennstoffzellensystem
DE102012208199A1 (de) Brennstoffzellen-Fahrzeug
DE60316534T2 (de) Stromquelle für einen elektrischen Motor
DE102012215943A1 (de) Brennstoffzellenfahrzeug
DE112014005128B4 (de) Lastantriebsbrennstoffzellensystem mit zwei Leistungsversorgungen
DE10109872B4 (de) Brennstoffzellensystem und Verfahren zur Steuerung desselben
DE102012210350A1 (de) Brennstoffzellensystem und Fahrzeug ausgestattet mit demselben
DE102004019085B4 (de) Brennstoffzellensystem und Verfahren zur Bestimmung eines Versatzkorrekturwerts
DE102015119041B4 (de) Brennstoffzellenfahrzeug und Steuerverfahren hierfür

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final