MX2012003114A - Metodo para convertir un vehiculo en un vehiculo hibrido. - Google Patents

Metodo para convertir un vehiculo en un vehiculo hibrido.

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Tejas Krishna Kshatriya
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Kpit Cummins Infosystems Ltd
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Abstract

Está descrito un método para convertir un vehículo que tiene un motor de combustión interna, una transmisión, un alternador y una batería en un vehículo híbrido. El método comprende instalar un motor eléctrico en el vehículo que está configurado para ayudar al motor de combustión interna a hacer girar un cigüeñal del motor de combustión interna, instalar un elemento de almacenamiento de energía configurado para proporcionar energía al motor eléctrico, instalar una unidad de control de motor configurada para controlar la cantidad de energía entregada desde el elemento de almacenamiento de energía al motor eléctrico y reemplazar una polea existente sobre un cigüeñal del motor de combustión interna con una nueva polea configurada para recibir una primera banda que se extiende entre la nueva polea y una polea de alternador y una segunda banda que se extiende entre la nueva polea y una polea de motor eléctrico.

Description

MÉTODO PARA CONVERTIR UN VEHÍCULO EN UN VEHÍCULO HÍBRIDO REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS La presente solicitud reclama la prioridad y el beneficio de las siguientes solicitudes de patente, cuyas descripciones son incorporadas aquí por referencia en su totalidad: Solicitud de Patente India No. 2108/MU /2009 , presentada el 15 de septiembre de 2009; Solicitud de Patente India No. 2109/MUM/2009 , presentada el 15 de septiembre del 2009; solicitud internacional No. PCT/IN2009/000655 , presentada el 15 de noviembre del 2009; Solicitud de Patente Internacional No. PCT/IN2009/000656 , presentada el 15 de noviembre del 2009; y la Solicitud de Patente India No. 1386/MUM/2010 , presentada el 30 de abril de 2010.
ANTECEDENTES La presente descripción se refiere generalmente al campo de vehículos híbridos. Más particularmente, la presente descripción se refiere a un sistema de impulsión que puede ser agregado a un vehículo para convertir a un vehículo nuevo o existente en un vehículo híbrido. La presente descripción además se refiere a un método para modificar un vehículo nuevo o existente en un vehículo híbrido ya sea por un fabricante de equipo original o por una aplicación de retro-a uste.
Los vehículos híbridos ofrecen a los consumidores una alternativa para los vehículos que emplean motores de combustión interna convencionales, transmisiones y trenes de impulsión los cuales frecuentemente exhiben una eficiencia de combustible relativamente baja y/o producen emisiones no deseables que son liberadas durante la operación. Un vehículo híbrido típico combina un motor eléctrico activado por baterías y una máquina de combustión interna. La aceptación de los vehículos híbridos por lo consumidores depende de por lo menos parcialmente el costo de la solución y el beneficio que la solución trae en términos de eficiencia de combustible así como la reducción de las emisiones. La eficiencia de combustible y las capacidades de emisiones de un vehículo híbrido son por lo menos dependientes parcialmente del diseño y el uso de los componentes primarios del sistema de impulsión híbrido (por ejemplo el motor eléctrico, la batería, el controlador, el software asociado, etcétera) . Hay una necesidad continua de proporcionar un vehículo híbrido y/o un sistema de impulsión híbrido para un vehículo que balancee las independencias de los componentes primarios del vehículo híbrido en una manera que proporcione al consumidor con una solución económica en términos de eficiencia de combustible, así como en la reducción de las emisiones. También continúa siendo una necesidad de proporcionar un sistema de impulsión híbrido para un vehículo que puede ser fácilmente instalado como una aplicación de retro-ajuste a los vehículos existentes y/o incorporarse en una plataforma de un vehículo nuevo por un fabricante de equipo original .
SINTESIS Una incorporación de ejemplo de la descripción se refiere al método para convertir un vehículo que tiene un motor de combustión interna, una transmisión, un alternador y una batería en un vehículo híbrido. El método comprende instalar un motor eléctrico dentro del vehículo que está configurado para ayudar al motor de combustión interna para girar un cigüeñal del motor de combustión interna, instalar un elemento de almacenamiento de energía configurado para proporcionar energía al motor eléctrico, instalar una unidad de control de motor configurada para controlar la cantidad de energía entregada al elemento de almacenamiento de energía para el motor eléctrico y reemplazar una polea existente sobre el cigüeñal del motor de combustión interna con una polea nueva configurada para recibir una primera banda que se extiende entre la polea nueva y una polea de motor auxiliar y una segunda banda que se extiende entre la polea nueva y una polea de motor eléctrico.
Otra incorporación de ejemplo de la descripción se refiere a un método para convertir un vehículo que tiene un motor de combustión interna y una transmisión. El método comprende instalar un motor eléctrico dentro del vehículo que está configurado para ayudar al motor de combustión interna, en hacer girar un cigüeñal del motor de combustión interna, acoplar una flecha de salida del motor eléctrico a un extremo del cigüeñal que está opuesto a la transmisión a través de un copie universal, instalar un elemento de almacenamiento de energía configurado para proporcionar energía al motor eléctrico e instalar una unidad de control de motor configurada para controlar la cantidad de energía entregada desde el elemento de almacenamiento de energía al motor eléctrico.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1A es un diagrama esquemático de un vehículo y de un sistema de impulsión híbrido de acuerdo a una incorporación de ejemplo.
La Figura IB es un diagrama esquemático de un vehículo y de un sistema de impulsión híbrido de acuerdo a otra incorporación de ejemplo.
La Figura 2 es una vista lateral de un vehículo que tiene el sistema de impulsión híbrido de la Figura 1 de acuerdo a una incorporación de ejemplo.
La Figura 3 es una vista superior del vehículo de la Figura 2.
La Figura 4A es una vista de fondo del vehículo de la Figura 2.
La Figura 4B es una cubierta de motor del vehículo de la Figura 2 de acuerdo a una incorporación de ejemplo.
La Figura 5A es una vista en perspectiva de una polea existente proporcionada sobre un cigüeñal del vehículo de la Figura 2.
La Figura 5B es una vista en perspectiva de justo la polea de la Figura 5A.
La Figura 6A es una vista en perspectiva de una polea del sistema de impulsión híbrido que reemplaza a la polea existente proporcionada sobre el cigüeñal .
La Figura 6B es una vista en perspectiva de justo la polea de la Figura 6A.
La Figura 7 es una vista en perspectiva de un múltiple del vehículo de la Figura 2.
La Figura 8 es otra vista en perspectiva de un múltiple del vehículo de la Figura 2 pero con el escudo de calor de escape removido.
La Figura 9A es una vista en perspectiva de un primer dispositivo de montaje que es agregado al vehículo para soportar los componentes del sistema de impulsión híbrido.
La Figura 9B es una vista en perspectiva de justo el primer dispositivo de montaje.
La Figura 10A es una vista en perspectiva de un segundo dispositivo de montaje que es agregado al vehículo para soportar los componentes del sistema de impulsión híbrido.
La Figura 10B es una vista en perspectiva de justo el segundo dispositivo de montaje.
La Figura 11A es una vista en perspectiva de un tercer dispositivo de montaje que es agregado al vehículo para soportar los componentes del sistema de impulsión híbrido.
La Figura 11B es una vista en perspectiva de justo el tercer dispositivo de montaje.
La Figura 12 es una vista en perspectiva de un dispositivo de montaje para el motor eléctrico de acuerdo a una incorporación de ejemplo mostrada con un escudo de calor.
La Figura 13A es una vista en perspectiva de la nueva polea muerta del sistema de impulsión híbrido de acuerdo a una incorporación de ejemplo.
La Figura 13B es una vista en perspectiva de justo la polea muerta de la Figura 13A.
La Figura 14 es una vista en perspectiva de un interruptor de combustible del sistema de impulsión híbrido montado dentro del vehículo de acuerdo a una incorporación de ej emplo .
La Figura 15 es una vista en perspectiva de una colocación de pedal del vehículo de acuerdo a una incorporación de ejemplo.
La Figura 16 es una vista en perspectiva de una caja junte de un aislador del sistema de impulsión híbrido de acuerdo a una incorporación de ejemplo.
La Figura 17 es una vista en perspectiva de una unidad de control de motor del sistema de impulsión híbrido de acuerdo a una incorporación de ejemplo.
La Figura 18 es una vista en perspectiva de un dispositivo de almacenamiento * de energía del sistema de impulsión híbrido de acuerdo a una incorporación de ejemplo.
La Figura 19 es una vista en perspectiva de un cargador del sistema de impulsión híbrido de acuerdo a una incorporación de ejemplo.
La Figura 20 es una vista en perspectiva de una interfase de usuario opcional y del exhibidor del sistema de impulsión híbrido de acuerdo a una incorporación de ejemplo.
La Figura 21 es un diagrama esquemático de un trazado eléctrico del sistema de impulsión híbrido de acuerdo a una incorporación de ejemplo.
DESCRIPCIÓN DETALLADA Refiriéndonos generalmente a las Figuras, están mostrados un sistema de impulsión híbrido 100 y los componentes del mismo de acuerdo a las incorporaciones de ejemplo. El sistema de impulsión híbrido 100 está configurado para ser instalado dentro de un vehículo (por ejemplo los automóviles tales como los carros, camiones, vehículos de utilidad deportivos, minivans, autobuses y similares; trípodes, motonetas, aeroplanos, barcos, etcétera), ya sea por un fabricante de equipo original y/o una aplicación de retro-ajuste y proporcionando un sistema que pueda reducir selectivamente la carga de impulsión de un motor (por ejemplo por lo menos mediante el compartir parcialmente la carga, etcétera) y/o aumentar la capacidad de fuerza o torsión del motor mediante el ayudar en la rotación del cigüeñal del motor. La adición del sistema de impulsión híbrido 100 a un vehículo se intenta que mejore la economía de combustible (por ejemplo el consumo, etcétera) , las tasas de emisión y/o la capacidad del vehículo en comparación al mismo vehículo operando sin el sistema de impulsión híbrido 100. El sistema de impulsión híbrido 100 puede ser instalada en cualquier ubicación adecuada dentro de un vehículo y puede integrarse con cualquier otros componentes de vehículo, y puede ser proporcionado en una amplia variedad de tamaños, formas y configuraciones, y puede ser instalado usando una amplia variedad de procesos de fabricación y de ensamble de acuerdo a varias incorporaciones de ejemplo. Todas esas variaciones se intenta que estén dentro del alcance de las presentes descripciones.
La Figura 1A es una ilustración esquemática de un vehículo y un sistema de impulsión híbrido 100 de acuerdo a una incorporación de ejemplo. El sistema de impulsión híbrido 100 generalmente incluye un motor (por ejemplo un motor diesel, un motor de turbina etcétera) , mostrado como un motor de combustión interna activado con gasolina 102, un motor eléctrico 104, una unidad de control de motor 106 y una fuente de energía eléctrica, mostrada como una batería 108. La batería 108 está en la forma de un paquete de baterías incluyendo un número de dispositivos de almacenaje de energía en la forma de celdas electroquímicas o baterías (aún cuando los dispositivos capacitores tal como los súper capacitores y/o los ultra capacitores pueden ser usados en lugar de o en adición a las baterías de acuerdo a otras incorporaciones ejemplo).
En el motor de combustión interna 102 funciona como un movedor primario del vehículo mediante el generar una salida de fuerza torsión que es suficiente para impulsar una o más ruedas 110 del vehículo. El motor eléctrico 104 se proporciona para ayudar al motor de combustión interna 102 mediante el reducir la carga de impulsión del motor de combustión interna 102 (por ejemplo mediante por lo menos compartir parcialmente la carga etcétera) y/o mediante el aumentar la potencia del motor de combustión interna 102. El motor eléctrico 104 es activado por la batería 108 y es controlado por la unidad de control de motor 106. La unidad de control de motor 106 controla el motor eléctrico 104 con base en las señales de salida recibidas desde los sensores de máquina 112, desde los sensores de motor 114 y/o de los sensores de batería como se detalla abajo.
Deberá notarse que en el inicio para los propósitos de esta descripción, el término híbrido, ya sea usado sólo o en combinación con términos tales como vehículo y/o sistema de impulsión, es usado generalmente para referirse a un vehículo que tiene un sistema de impulsión que incluye más de una fuente de potencia. De acuerdo a una incorporación de ejemplo, el sistema de impulsión híbrido 100 utiliza un motor de combustión interna y un motor eléctrico. De acuerdo a otras incorporaciones, el motor de combustión interna y/o el motor de impulsión eléctrica y los sistemas de control del mismo pueden ser reemplazados por una variedad de fuentes de potencia conocidas o de otra manera adecuadas.
La cantidad de ayuda proporcionada al motor de combustión interna 102 por el motor eléctrico 104, y la duración por la cual esta ayuda es proporcionada, se controla por lo menos en parte, por la unidad de control de motor 106. La unidad de control de motor 106 incluye un controlador de motor configurado para general y/o recibir una o más señales de control para operar el motor eléctrico 104. La unidad de control de motor 106 puede incluir uno o más procesadores (por ejemplo los microcontroladores) y uno o más medios que pueden ser leídos por computadora (por ejemplo memorias) configurados para almacenar varios datos utilizados por la unidad de control de motor 106 y/o las instrucciones que pueden ser ejecutadas por el procesador o procesadores para llevar a cabo- varias funciones. Una memoria de la unidad de control de motor 106 puede incluir uno o más módulos (por ejemplo módulos de software) incluyendo, pero no limitándose a un modelo de control de motor y a un modelo de manejo de energía.
El módulo de control de motor está configurado para generar una o más señales de control para controlar la operación del motor eléctrico 104. De acuerdo a una incorporación de ejemplo, el módulo de control de motor puede generar señales de control basadas sobre uno o más perfiles de asistencia de motor con base en resultados experimentales y/o de modelado. El módulo de manejo de energía está configurado para manejar la energía proporcionada por la batería 108. De acuerdo a otra incorporación de ejemplo, el módulo de manejo de energía puede ser configurado para determinar la cantidad de carga disponible que resta en la batería 108 más la carga que puede resultar disponible como un resultado de un frenado regenerativo y puede ser configurada para cambiar las señales de control proporcionadas al motor eléctrico 104 con base en la carga disponible en la batería 108 y/o en otras condiciones de operación de vehículo.
La unidad de control de motor 106 recibe una o más entradas desde varios sensores, circuitos y/u otros componentes del vehículo tal como el motor de combustión interna 102, el motor eléctrico 104, la batería 108. Las entradas pueden incluir entradas digitales (por ejemplo de freno, de freno de mano, de embrague, de reversa, de acondicionamiento de aire, de encendido, de selección de modo, tal como de economía o potencia etcétera) , las entradas moduladas y/o codificadas (por ejemplo de sensor de velocidad de vehículo, de sensor de velocidad de motor, codificadores, etcétera), entradas análogas (por ejemplo temperatura de motor, temperatura de la máquina, temperatura de la batería 108, posición de la válvula ahogadora, presión del múltiple, posición de freno, etcétera), y/u otros tipos de entradas. De acuerdo a la incorporación de ejemplo, una o más de las entradas pueden estar aislados a través de un circuito aislador (por ejemplo aisladores de galvánicos) . La información recibida en las entradas puede ser recibida de varios vehículos sensores por ejemplo los sensores de vehículo existentes, el sistema de manejo de motor, los sensores agregados al vehículo para usarse por el sistema de impulsión híbrido 100 etcétera) .
La unidad de control de motor 106 también puede estar configurada para generar una o más salidas de sistema tal como una salida de energía de controlador de motor para oscilar la energía al controlador, una salida de lámpara de falla para indicar una falla, las salidas de exhibición para exhibir varias informaciones a cerca de la unidad de control 106 (por ejemplo a un manej ador del vehículo, a un mecánico etcétera) y/u otros tipos de salidas. La unidad de control de motor 106 también puede estar configurada para generar una o más salidas (por ejemplo las salidas digitales, las salidas análogas, etcétera) tal como las salidas de inyector y/o las salidas del sistema. Las salidas de inyector pueden estar configuradas para controlar los inyectores de combustible (por ejemplo a través de una o más controladores) para retrasar y/o limitar el flujo de combustible al motor. Las salidas del sistema pueden incluir una salida de control del suministro de energía, una salida de ventilador de enfriamiento de controlador de motor, una salida de lámpara de falla, una salida de bomba y/u otros tipos de salidas empleadas para proporcionar información y/o varios componentes de control del vehículo (incluyendo la máquina, etcétera) . La unidad de control de motor 106 también puede estar configurada para generar la información de exhibición para exhibir a un manej ador del vehículo (por ejemplo sobre un exhibidor sobre o cerca del tablero del vehículo) .
Para ayudar a asistir el motor de combustión interna 102 mediante el reducir la carga de impulsión del motor de combustión interna 102 y/o mediante el aumentar la potencia del motor de combustión interna 102, el motor eléctrico 104 también puede ser configurado para funcionar como un generador para cargar la batería 108 y/o para suministrar energía eléctrica a varios componentes eléctricos dentro del vehículo. Por ejemplo, el motor eléctrico 104 puede funcionar como generador cuando ninguna fuerza torsional es requerida desde el motor de combustión interna 102 (por ejemplo cuando el vehículo está en marcha muerta, costeando, frenando, etcétera) . El motor eléctrico 104 puede además ser configurado para suministrar energía mecánica (por ejemplo energía mecánica rotacional etcétera) para operar uno o más sistemas dentro del vehículo. Por ejemplo, como se detalla abajo, el motor eléctrico 104 puede ser usado para activar un compresor que es parte de un sistema de acondicionamiento de aire del vehículo.
De acuerdo a una incorporación de ejemplo, la batería 108 es una pluralidad de baterías de plomo-ácido acopladas juntas en serio. De acuerdo a otras incorporaciones, la batería 108 puede ser seleccionada de un número de baterías adecuadas incluyendo, pero no limitándose a las baterías de litio-ión, las baterías de níquel-metal-hídrido (NiMH) , etcétera. De acuerdo a otras incorporaciones alternas, la batería 108 puede ser reemplazada por o ser usada en combinación con otro tipo de elemento de almacenamiento de energía (por ejemplo uno o más capacitores, supercapacitores , etcétera) .
La batería 108 está configurada para recibir una carga desde el motor eléctrico 104 cuando el motor eléctrico 104 está funcionando como un generador. Si la batería 108 no está suficientemente cargada durante la operación del vehículo, el vehículo operará como un vehículo de sólo combustible hasta que la batería 108 se haya cargado. De acuerdo a una incorporación de ejemplo, se proporciona un cargador separador para cargar la batería 108. Tal cargador incluye un conector mostrado como una clavija 134, que permite a un usuario el enchufar el sistema de impulsión híbrido 100 cuando el vehículo no está en uso. De acuerdo a la incorporación ilustrada, la batería 108 y el cargador separado están ambos mostrados como siendo almacenados dentro de la cajuela el vehículo. De acuerdo a otras incorporaciones, la batería 108 y/o el cargador separado pueden ser colocados en cualquier otro espacio disponible dentro del vehículo .
Aún refiriéndonos a la Figura 1A, el motor de combustión interna 102 incluye una flecha de salida, mostrada como un cigüeñal 116 teniendo una primera salida 118 y una segunda salida 120. La primera salida 118 está configurada para se acoplada a un tren de impulsión del vehículo para entregar potencia a una o más de las ruedas 110. De acuerdo a las incorporaciones ilustradas, el vehículo es un vehículo de impulsión de rueda frontal y el tren de impulsión incluye una transmisión 122 (ya sea una transmisión automática o una trasmisión manual) acoplada a las ruedas frontales 110 a través de uno o más ejes diferenciales, articulaciones, etcétera. De acuerdo a otra incorporación, el sistema de impulsión híbrido 100 también puede ser usado sobre un vehículo de impulsión del área trasera y/o sobre un vehículo de impulsión de todas las ruedas. El motor de combustión interna 102 entrega la energía mecánica rotacional a las ruedas de impulsión a través de la transmisión 122 mediante la rotación del cigüeñal 116.
El motor eléctrico 104 está acoplado en paralelo con el motor de combustión interna 102 para ayudar al motor de combustión interna 102 a suministrar la energía mecánica rotacional para la transmisión 122. De acuerdo a la incorporación ilustrada, el motor eléctrico 104 está acoplado a la segunda salida 120 del cigüeñal 116; la segunda salida 120 es proporcionada en un extremo del cigüeñal 116 que está opuesto a la primera salida 118 de manera que el motor eléctrico 104 está acoplado a un extremo del cigüeñal 116 que está opuesto al extremo el cual está acoplado a la transmisión 122 (por ejemplo sobre los lados opuestos del motor de combustión interna 102, etcétera) . El acoplamiento del motor eléctrico 104 en tal posición en relación al motor de combustión interna 102, más bien que sobre el mismo lado de la transmisión 122, puede simplificar la adición del sistema de impulsión híbrido 100, particularmente en aplicaciones de retro ajuste. Además, la colocación del motor eléctrico 104 antes (por ejemplo adelante, etcétera) de la transmisión 122 permite al motor eléctrico 104 el tomar ventaja del engranaje de transmisión 122 para reducir la carga sobre el motor eléctrico 104. Por ejemplo, para una incorporación de ejemplo de un vehículo teniendo una transmisión manual de 5 velocidades, las capacidades de engranaje pueden variar entre aproximadamente 3.45 y aproximadamente 0.8 ya que la posición de engranaje es cambiada de primer engrane a quinto engrane. Por tanto, para el ejemplo dado, el acoplamiento del motor eléctrico 104 al cigüeñal 116 antes de la transmisión 122 permitirá ventajosamente al motor eléctrico 104 el proporcionar una fuerza torsional de salida en el primer engranaje que es 3.45 veces mayor que si el mismo motor eléctrico 104 fuera acoplado a un cigüeñal 116 después de la transmisión 122. Como tal, el sistema permite a un motor eléctrico o más pequeño 104 el ser usado para satisfacer la demanda de fuerza de torsión de una aplicación particular.
El motor eléctrico 104 ayuda al motor de combustión interna 102 mediante el ayudar en la rotación del cigüeñal 116 para reducir la carga de impulsión del motor de combustión interna 102 (por ejemplo mediante por lo menos compartir parcialmente la carga, etcétera) y/o aumentando la potencia del motor de combustión interna 102. Debido a que la carga de impulsión del motor de combustión interna 102 puede ser reducida, la economía de combustible (por ejemplo consumo, etcétera) y/o las tasas de emisión pueden ser mejoradas. La cantidad de ayuda proporcionada por el motor eléctrico 104, y/o el periodo de tiempo por el cual se proporciona la asistencia por el motor eléctrico 104, puede variar dependiendo de las necesidades particulares y/o de los parámetros de la aplicación en la cual está siendo usado el sistema de impulsión híbrido 100. De acuerdo a una incorporación de ejemplo, un objetivo de la asistencia proporcionada por el motor eléctrico 104 es el de mover el motor de combustión interna 102 a una zona de operación eficiente reduciendo por tanto las emisiones.
El motor eléctrico 104 generalmente incluye una caja de motor 124 y una flecha de salida 126. De acuerdo a una incorporación de ejemplo, el motor eléctrico 104 es un motor de inducción de corriente alterna de tres fases. De acuerdo a otras incorporaciones, el motor eléctrico 104 puede ser cualquiera de un número de motores adecuados incluyendo, pero no limitándose a un motor de corriente directa, a un motor de corriente directa teniendo un controlador lógico programable, etcétera.
De acuerdo a una incorporación de ejemplo, el motor eléctrico 104 está colocado en relación al motor de combustión interna 102 de manera tal que la caja 124 está adyacente a un lado del motor de combustión interna 102 (por ejemplo un lado frontal etcétera) , con la flecha de salida 126 estando esencialmente paralela a y descentrada del cigüeñal 116.
De acuerdo a la incorporación mostrada, el motor eléctrico 104 está colocado delante del motor de combustión interna 102 (en relación a una dirección de impulsión del vehículo) y está acoplado al motor de combustión interna 102 a través de un sistema de polea. El sistema de polea generalmente incluye una primera polea 128 y una segunda polea 130. La primera polea 128 está acoplada giratoriamente a una segunda salida 120 del cigüeñal 116, mientras que la segunda polea 130 está acoplada giratoriamente a la flecha de salida 124 del motor eléctrico 104. Un dispositivo de acoplamiento (por ejemplo una cadena, tira, etcétera) mostrada como una banda 132 se proporciona entre la primera polea 128 y la segunda polea 130. De acuerdo a otras incorporaciones, el motor eléctrico 104 puede ser colocada en cualquiera de un número de ubicaciones en relación al motor de combustión interna 102 (por ejemplo arriba, abajo, en uno o más lados laterales, atrás, etcétera) .
De acuerdo a otras incorporaciones, el sistema de polea puede ser reemplazado con cualquier otro sistema de acoplamiento adecuado incluyendo, pero no limitándose a un sistema de engranajes. Refiriéndonos a la Figura IB, el sistema impulsor híbrido 100 está mostrado de acuerdo otra incorporación de ejemplo. De acuerdo a la incorporación ilustrada, el motor eléctrico 104 está colocado en relación al motor de combustión interna 102 de manera que un extremo de la caja 124 está de cara a un extremo del motor de combustión interna 102 y la flecha de salida 126 está por lo menos parcialmente alineada (por ejemplo coaxial, concéntrica, etcétera) con la segunda salida 120 del cigüeñal 116. Un acoplamiento de flecha (por ejemplo una junta universal, un anillo, etcétera), mostrado como un acoplamiento universal 136, se proporciona entre la flecha de salida 126 y la segunda salida 120 para acoplar directamente el motor eléctrico 104 al motor de combustión interna 102. El acoplamiento universal 136 está configurado para compensar por cualquier desalineación ligera entre la flecha de salida 126 y la segunda salida 120. De acuerdo a la incorporación ilustrada, el acoplamiento universal 136 está montado en la primera polea 128, la cual está sostenida giratoriamente por el motor de combustión interna 102. En forma similar a la incorporación detallada arriba con respecto a la Figura 1A, la primera polea 128 puede soportar una banda acoplada a por lo menos uno de un alternado y de un compresor de un sistema de acondicionamiento de aire.
El tamaño (por ejemplo el requerimiento de potencia) de un motor- eléctrico 104 es relativamente pequeño en comparación a un vehículo híbrido típico teniendo un motor eléctrico acoplado en paralelo con un motor de combustión interna. Un motor más pequeño puede ser menos costoso que un motor más grande y puede permitir al sistema híbrido el ser implementado a un costo más bajo. Un motor más pequeño también puede consumir un volumen más pequeño de espacio. Debido a que el espacio dentro del vehículo (por ejemplo debajo de la cubierta, etcétera) puede estar limitado, el uso de un motor más pequeño puede permitir el sistema de impulsión híbrido 100 el ser integrado más fácilmente en los vehículos. Un motor más pequeño también puede usar menos peso que un motor más grande, pero puede ser adecuado para proporcionar la fuerza o torsión requerida por un tiempo corto (por ejemplo cuando las emisiones de motor son altas, etcétera). El uso de un motor más pequeño puede a su vez proporcionar una economía de combustible mayor y emisiones más bajas en comparación a un sistema que utiliza un motor más grande. Un motor más pequeño puede también permitir que se proporcione la energía eléctrica a un voltaje y/o corriente más bajo, lo cual puede permitir que sean usados conductores más pequeños para proporcionar energía entre los componentes del sistema híbrido y/o puede aumentar la seguridad del sistema.
Hay por lo menos dos razones por las que el tamaño del motor eléctrico 104 puede ser reducido en un sistema de impulsión híbrido 100. Primero, el sistema de impulsión híbrido 100 nunca opera el vehículo como un vehículo eléctrico puro. En otras palabras, el motor eléctrico 104 nunca impulsa el vehículo por sí mismo, sino que más bien sólo funciona como un dispositivo de ayuda de energía para el motor de combustión interna 102, en adición a posiblemente operar como un generador y/o como un dispositivo de impulsión para uno o más componentes de vehículo. Mediante el proporcionar ayuda al motor de combustión interna 102, el motor eléctrico 104 permite al motor de combustión interna 102 el operar en una zona más eficiente mientras que aún se proporciona la fuerza de impulsión requerida del vehículo. Como tal, el motor eléctrico 104 no tiene que ser capaz de satisfacer la misma fuerza torsional y/o demandas de velocidad del motor de combustión interna 102. En segundo lugar, la asistencia es sólo proporcionada en periodos seleccionados y a cantidades selectivas. Como tal, el motor eléctrico 104 no tiene que operar sobre una base continua, por lo menos en un modo de operación de control de fuerza de torsión.
Por ejemplo, la asistencia mayor puede ser proporcionada a condiciones de operación en donde el beneficio de la asistencia (por ejemplo sobre emisiones reducidas, incrementa la economía de combustible, la energía incrementada, etcétera) , es superior, y menos asistencia puede ser proporcionada a condiciones de operación en donde el beneficio de la asistencia es más bajo. De acuerdo a una incorporación de ejemplo, el sistema de impulsión híbrido 100 proporciona más ayuda cuando la velocidad del motor de combustión interna 102 es relativamente baja (por ejemplo de menos de 200 revoluciones por minuto) y menos asistencia cuando la velocidad del motor de combustión interna 102 es relativamente alta, (por ejemplo mayor de 4,500 revoluciones por minuto) . En otras palabras, cuando el vehículo está operando a una velocidad relativamente alta, el sistema de impulsión híbrido 100 permite al motor de combustión interna 102 el suministrar los requerimientos de fuerza de torsión superiores y el motor eléctrico 104 no está proporcionando ninguna asistencia al motor de combustión interna 102. Cuando hay una demanda repentina de fuerza torsional superior a velocidades más bajas, el motor eléctrico 104 da una ayuda máxima al motor de combustión interna 102. Se ha reconocido que cuando el motor de combustión interna 102 está a velocidades más bajas, toma algo de tiempo para que el motor de combustión interna 102 satisfaga el nivel de fuerza torsional superior debido a la inercia y al retraso en sistema. Durante este periodo, el motor eléctrico 104 es capaz de ser corrido en su capacidad pico satisfaciendo por tanto rápidamente la demanda de fuerza torsional del vehículo. Sin embargo, tales casos de demanda pico son en general separados y pocos entre los mismo. Con esta estrategia, el motor de combustión interna 102 es empujado en la operación de zona deseada.
Un ejemplo de una situación cuando la velocidad del motor de combustión interna 102 es relativamente alta es durante la aceleración. Como tal, el sistema de impulsión híbrido 100 está configurado para proporcionar ayuda durante la aceleración del vehículo. El sistema de impulsión híbrido 100 puede determinar (por ejemplo mediante el recibir señales de uno o más sensores) que hay una demanda para que el vehículo acelere (por ejemplo cuando el acelerador o el pedal de gasolina es oprimido) . En respuesta, el motor eléctrico 104 es controlado para proporcionar ayuda al motor de combustión interna 102 durante este periodo. De acuerdo a una incorporación de ejemplo, la ayuda es sólo proporcionada por un periodo de tiempo corto o pulsación. Sin embargo, la cantidad de ayuda proporcionada durante esta pulsación corta puede ser mayor que una capacidad continua del motor eléctrico 104. Por ejemplo el motor eléctrico 104 puede ser apoyado en o cerca de su capacidad pico durante este periodo. Mediante el operar el motor por un periodo de tiempo corto o una corriente arriba de su capacidad continua, la demanda de energía del vehículo puede ser satisfecha y la eficiencia (por ejemplo las emisiones, la economía de combustible, etcétera) puede ser mejorada mientras que se usa un motor eléctrico más pequeño.
La determinación de la cantidad de ayuda que el motor eléctrico 104 debe ser capaz de proporcionar al motor de combustión interna 102 es un balance de un número de factores. Una estrategia para seleccionar el motor eléctrico 104 es la de seleccionar un motor eléctrico que puede proporcionar el requerimiento de energía mínima (por ejemplo fuerza de torsión) necesario para ayudar al motor de combustión interna 102 por una cantidad y duración deseadas . Tal estrategia permite al tamaño del motor eléctrico 104, al tamaño de la batería 108 y al peso general del sistema híbrido 100 el ser reducidos. De acuerdo a una incorporación de ejemplo, esta estrategia incluye el seleccionar un motor eléctrico 104 que tiene una capacidad pico que es de entre aproximadamente 40 por ciento y aproximadamente 50 por ciento de la salida de potencia (por ejemplo caballos de fuerza) de un motor de combustión interna 102.
El siguiente es un ejemplo de tal estrategia de selección de motor. En tal ejemplo, el vehículo tiene un motor de combustión interna 102 que está capacitado a aproximadamente 47 caballos de fuerza. Por la estrategia establecida anteriormente, el motor eléctrico 104 debe ser dimensionado para proporcionar aproximadamente 40 por ciento de los caballos de fuerza del motor de combustión interna 102. Para diseñar para una situación de carga máxima, se presume que cuando el vehículo está a un engranaje superior, la capacidad de engranaje es de aproximadamente de 1:1. Por tanto, la mayor energía que el motor eléctrico 104 debe de necesitar es de aproximadamente de 18.8 caballos de fuerza (por ejemplo 0.4* 47) o aproximadamente 14 kilowatts. Más bien que el seleccionar un motor eléctrico 104 con una capacidad continua que está más cercana a este valor, la estrategia del sistema de impulsión híbrido 100 es la de seleccionar un motor eléctrico 104 con una capacidad pico que está más cercana a este valor. En general, la capacidad pico de un motor es aproximadamente de cuatro a cinco veces aquella de la capacidad continua. Se ha encontrado que para duraciones cortas, el motor eléctrico 104 puede operar a cuatro a cinco veces superior a su capacidad continua sin sobrecalentamiento y/o sin dañar el motor eléctrico 104. Por tanto, bajo tal estrategia, el motor eléctrico 104 debe tener una capacidad continua de aproximadamente de 3.5 kilowatts.
En un segundo ejemplo, el vehículo es un vehículo de tamaño mediano teniendo un motor de combustión interna 102 que está capacitado entre aproximadamente 75 y 80 caballos de fuerza. Usando la misma estrategia que se delineó arriba, un motor eléctrico 104 teniendo una capacidad continua de aproximadamente de 6 kilo atts debe ser seleccionada para el sistema de impulsión híbrido 100.
Otra estrategia que puede ser usada en seleccionar el motor eléctrico 104 es el de seleccionar un motor eléctrico 104 con una capacidad continua que es menor de una décima (1/10) de los caballos de fuerza máximos del motor de combustión interna 102. De acuerdo a una incorporación de ejemplo, la estrategia puede ser la de seleccionar un motor eléctrico 104 con una capacidad continua que es de entre aproximadamente una décima (1/10) y aproximadamente un cuadragésimo (1/40) de los caballos de fuerza máximos del motor de combustión interna 104 con una capacidad continua que es de entre aproximadamente una décima quinta (1/15) y aproximadamente un cuadragésimo (1/40) de los caballos de fuerza máximos del motor de combustión interna 102. De acuerdo a otra incorporación de ejemplo, la estrategia puede ser seleccionar un motor eléctrico 104 con una capacidad continua que es de aproximadamente de un vigésimo (1/20) de los caballos de fuerza máximos del motor de combustión interna 102. De acuerdo a otras incorporaciones, pueden ser usadas diferentes estrategias para seleccionar el motor eléctrico 104 (por ejemplo las estrategias que piden hasta 100 por ciento de fuerza torsional muerta como un porcentaje de fuerza torsional máxima-por ejemplo 80 por ciento, etcétera) .
Una vez que el motor eléctrico 104 es instalado en el sistema de impulsión híbrido 100, la temperatura del motor eléctrico 104 será vigilada por la unidad de control de motor 106 para asegurar que el motor eléctrico 104 no está sobrecalentando. La posibilidad del sobrecalentamiento se reduce debido a que la unidad de control de motor 106 está programada para correr el motor eléctrico 104 a una capacidad pico sólo en la forma de pulsaciones de una duración que es factiblemente menor de aproximadamente de 4 segundos . Uno o más sensores pueden ser proporcionados para detectar si el motor eléctrico 104 se está sobrecalentando y/o la cantidad para el sobrecalentamiento, si es así, puede ser configurada para cortar la energía al motor eléctrico 104.
La selección del motor eléctrico 104 bajo tal estrategia resulta en un requerimiento de energía para el motor eléctrico 104 que es relativamente bajo. Debido a que el motor eléctrico 104 tiene un requerimiento de energía relativamente bajo, el tamaño de la batería 108 puede ser reducido. Además, el requerimiento de energía más baja también puede permitir un tipo de batería de costo más efectivo para ser usado como una batería de plomo-ácido. Por ejemplo, para el caso del cual fue seleccionado un motor eléctrico de energía continua de 3.5 kilowatts para un sistema de impulsión híbrido 100, puede ser usada una batería 108 de tipo de plomo-ácido de 48 voltios para dar energía al motor eléctrico 104 y a la unidad de control de motor 106. Por tanto de acuerdo a una incorporación de ejemplo, el sistema de impulsión híbrido 100 puede usar cuatro baterías de tipo de plomo-ácido de 12 voltios 100 amperes acopladas en serie para proporcionar una batería de 48 voltios 108.
Con la selección del motor eléctrico 104 y de la batería 108 completada, el sistema de impulsión híbrido 100 está listo para ser agregado al vehículo. Como se notó anteriormente, el sistema de impulsión híbrido 100 puede ser agregado a un vehículo por un fabricante de equipo original o como una aplicación de retro ajuste para proporcionar a un consumidor con la capacidad de convertir a un vehículo activado con gasolina en un vehículo híbrido. Como una aplicación de retro ajuste, el sistema de impulsión híbrido 100 puede ser ofrecido como un equipo de conversión relativamente sin costura debido a que el motor de combustión interna 102 y la transmisión 104 existentes no requieren ser modificados para aceptar el sistema de impulsión híbrido 100. Aún cuando los pasos específicos requeridos para agregar el sistema de impulsión híbrido 100 a un vehículo variarán dependiendo de la marca y del modelo del vehículo al que va a ser agregado tal sistema de impulsión híbrido 100, los pasos que son factiblemente requeridos sin importar el vehículo incluyen: i) localizar un espacio dentro del vehículo para aceptar el motor eléctrico 104; ii) volver a localizar, volver a configurar y/o remover ciertos componentes del vehículo para proporcionar un espacio suficiente para el motor eléctrico 104; iii) montar el motor eléctrico dentro del vehículo; iv) acoplar el motor eléctrico 104 el cigüeñas 116 del motor de combustión interna 102; v) instalar la unidad de control de motor 106; vi) instalar uno o más elementos de almacenamiento de energía (por ejemplo la batería 108) para dar energía eléctrica al motor eléctrico 104 y a la unidad de control de motor 106.
Refiriéndonos a las Figuras 2A a 21, está mostrada una aplicación de retro ajuste específica de acuerdo a una incorporación de ejemplo. De acuerdo a la incorporación ilustrada, el vehículo que está siendo convertido en un vehículo híbrido es un vehículo de pasajeros de cuatro puertas y de tamaño mediano teniendo un motor de 1.4 litros y una transmisión manual. Usando la estrategia establecida arriba, un motor eléctrico 104 teniendo una capacidad de energía continua de aproximadamente de 7.5 caballos de fuerza o 5.5 kilo atts es seleccionado para ayudar al motor de combustión interna 102. Antes de que comience el proceso de conversión, el vehículo incluye, entre otros componentes, una batería, un encendedor de motor para el motor de combustión interna de arranque 102, un alternador para cargar la batería y dar energía a un sistema eléctrico del vehículo, y un sistema de acondicionamiento de aire teniendo un compresor. La transmisión 122 está acoplada a un lado de dicho cigüeñal del motor de combustión interna 102, mientras que una polea 200 (mostrada en la Figura 5A y 5B está acoplada a un segundo lado del cigüeñal, el cual está sobre una transmisión opuesta lateral 122. La polea 200 está configurada para recibir una primera banda que está acoplada a una polea correspondiente sobre el alternador y a una segunda banda que está acoplada a una polea correspondiente sobre el compresor acondicionador de aire.
Refiriéndose a las Figuras 4A y 4B, un paso preliminar en el proceso de modificación es por lo menos el desensamblar parcialmente ciertos componentes del vehículo. Este paso puede incluir el remover una o más de las ruedas frontales del vehículo, la defensa frontal del vehículo y cualesquiera escudos protectores mostrados como una cubierta de motor 202, que puedan limitar el acceso a las áreas alrededor del motor de combustión interna 102. El método para modificar el vehículo también incluye el remover la polea 200 (mostrada en las Figuras 5A y 5B) del cigüeñal y reemplazar este con una polea de sistema de impulsión híbrido 204 (mostrado en las Figuras 6A y 6B) . Este paso involucra el fijar suficientemente el volante del motor de conversión interna 102 para evitar que el cigüeñal gire al ser removida la polea 200 y reemplazada con la polea del sistema de impulsión híbrido 204.
De acuerdo a otra incorporación de ejemplo, la polea del sistema de impulsión híbrido 204 es un cuerpo unitario de una pieza que incluye una primera sección de polea 206 y una segunda sección de polea 208. La primera sección de polea 206 es esencialmente similar a la porción de la polea 200 que fue configurada para recibir la banda acoplada al alternador. La segunda sección de polea 208 está configurada para recibir una banda que será acoplada al motor eléctrico 104 más bien que al compresor de acondicionador de aire. Para impulsa el compresor de acondicionador de aire, una nueva banda será proporcionada entre el motor eléctrico 104 y el compresor de acondicionador de aire. Como tal, el motor eléctrico 104 será usado para impulsar el compresor de acondicionador de aire más bien que el motor de combustión interna 102. Tal arreglo podría permitir venta osamente al acondicionador de aire el ser operado aún si el motor de combustión interna 102 está apagado, asumiendo que un embrague adecuado es proporcionado entre el motor eléctrico 104 y el motor de combustión interna 102 para desacoplar selectivamente el motor eléctrico 104 del cigüeñal.
De acuerdo a una incorporación de ejemplo, el motor eléctrico 104 está configurado para ser montado en el frente del motor de combustión interna 102 en un área que está cercanamente adyacente a un múltiple de escape del motor de combustión interna 102. Refiriéndonos a las Figuras 7 y 8, un escudo de calor de múltiple de escape 210 es removido para proporcionar un espacio adicional para el motor eléctrico 104 en esta área. Con el escudo de calor de múltiple de escape 210 removido, una o más ménsulas de montaje pueden ser agregadas para soportar los componentes del sistema de impulsión híbrido 100. Refiriéndonos a las Figuras 9A a 11B, el método para modificar incluye los pasos de: i) instalar una ménsula de polea muerta 212 sobre el bloque de motor (mostrada en las Figuras 9A y 9B) ; ii) instalar una ménsula esencialmente vertical 214 cerca del múltiple de motor (mostrado en las Figuras 10A y 10b) ; iii) instalar una ménsula de montaje de motor 216 sobre el múltiple de motor y asegurar este a la ménsula vertical 214 (mostrada en las Figuras 11A y 11B) ; y iv) instalar una ménsula de compresor de acondicionador de aire 218 sobre el bloque de motor (mostrado en las Figuras 9A y 9B) .
De acuerdo a una incorporación de ejemplo, la ménsula de montaje de motor 216 está configurada como un miembro esencialmente de forma de L formado de un material de metal. La ménsula de montaje de motor 216 incluye una o más aberturas 220 configuradas para promover la circulación de aire alrededor del múltiple de motor y del motor eléctrico 104 en un esfuerzo para reducir la pasibilidad de que el motor eléctrico 104 sea sobrecalentado. El peso completo del motor eléctrico 104 está soportado sobre una ménsula de montaje de motor 216, la cual a su vez está soportada completamente por el motor de combustión interna 102. De acuerdo a otras incorporaciones, el motor eléctrico 104 puede por lo menos parcialmente ser soportado por el cuerpo del vehículo y/o el armazón si o hay un espacio suficiente para soportar el motor eléctrico 104 sobre el motor de combustión interna 102.
Refiriéndonos a la Figura 12, para reducir además la posibilidad de que el motor eléctrico 104 se sobrecaliente debido a su proximidad con el motor de combustión interna 102, y particularmente al múltiple de escape, se proporciona un escudo de calor 222 entre la ménsula de montaje de motor 216 y el motor eléctrico 104. El escudo de calor 222 puede ser cualquiera de una variedad de materiales adecuados para reducir la cantidad de calor que pasa al motor eléctrico 104.
Refiriéndonos a las Figuras 13A y 13B, el método para modificar el vehículo también incluye la adición de una polea muerta 224. La polea muerta 224 está configurada para ser montada giratoriamente en la ménsula de polea muerta 212 la cual se ha montado sobre el bloque de motor. La polea muerta 224 puede ser usada como una polea de tensionamiento de banda y su posición puede ser ajustable para controlar la tensión de las bandas (por ejemplo la polea muerta 224 puede ser ajustable en una dirección esencialmente vertical, etcétera) .
Refiriéndonos a la Figura 14, el método para modificar el vehículo también incluye el instalar un interruptor de combustible 226 sobre el vehículo. El interruptor de combustible 226 funciona para cortar el dispositivo para restringir el suministro de combustible a los inyectores de combustible del motor de combustión interna 102. El interruptor de combustible 226 está acoplado y controlado por la unidad de control de motor 106, la cual puede ser programada para detener el motor de combustión interna 102 medíante el mover el interruptor de combustible 226 desde una posición abierta a una posición cerrada. De acuerdo a una incorporación de ejemplo, la unidad de control de motor 106 esté configurada para mover el interruptor de combustible 226 a la posición cerrada en por lo menos dos situaciones.
Una primera situación en la cual el interruptor de combustible 226 puede ser usada es un motor de combustión interna 102 que corre y el vehículo se ha movido a un periodo predeterminado de tiempo. En tal situación la unidad de control de motor 106 envía una señal al interruptor de combustible 226 para detener el flujo de combustible al motor de combustión interna 102 apagando por tanto el motor de combustión interna 102. En tal configuración, la unidad de control de motor 106 y el interruptor de combustible 226 brinca el sistema de manejo de motor el cual está factiblemente proporcionando una señal para suministrar combustible al motor de combustión interna 102. Una vez que la unidad de control de motor 106 recibe una señal de que el vehículo se va a mover, el interruptor de combustible 226 es regresado a una posición abierta y el suministro de combustible al motor de combustión interna 102 se vuelve a asumir .
Una segunda situación en la cual el interruptor de combustible 226 puede ser usado si el vehículo se está moviendo pero no requiere la salida de fuerza torsional desde el motor de combustión interna 102. Por ejemplo, el motor de combustión interna 102 pero no sea necesario cuando el vehículo está yendo hacia abajo debido a que aún cuando el vehículo se está moviendo no hay una demanda de fuerza de torsión sobre el motor de combustión interna 102. Durante tal ocurrencia, el motor de combustión interna 102 está factiblemente operando a su velocidad de marcha muerta. En tal situación, la unidad de control de motor 106 envía una señal al interruptor de combustible 226 para detener el flujo de combustible al motor de combustión interna 102 apagando por tanto el motor de combustión interna 102. Cuando la unidad de control de motor 106 recibe una señal de que el motor de combustión interna 102 ha asumido de nuevo su velocidad de marcha muerta, el interruptor de combustible 226 es regresado a una posición abierta y el suministro de combustible al motor de combustión interna 102 se asume de nuevo .
Refiriéndonos a la Figura 15, el método para modificar el vehículo puede opcionalmente incluir el instalar un interruptor debajo del pedal de embrague 228 del vehículo que permitirá a un usuario el encender el vehículo sin tener que dar vuelta a la llave en el encendido. Más bien que tener que dar vuelta a la llave un usuario simplemente oprime el pedal de embrague 228 para activar el interruptor debajo del pedal. La activación de tal interruptor inicia el motor eléctrico 104 el cual es usado para arrancar el motor de combustión interna 102. Para aplicaciones de vehículo más grandes (por ejemplo mayores de aproximadamente de 1.4 litros) y/o aplicaciones diesel, en donde el motor eléctrico 104 puede no ser capaz de proporcionar una fuerza torsional suficiente para arrancar el motor de combustión interna 102, el mismo interruptor puede ser usado para activar el motor de encendido existente sobre el vehículo para arrancar el motor de combustión interna 102.
Refiriéndonos a las Figuras 16 y 17, el método para modificar el vehículo también incluye el instalar una unidad de control de motor 106 dentro del vehículo. Esto puede incluir el instalar una caja de acoplamiento 230, un aislador 232 y/o un módulo de control 234 dentro del vehículo. De acuerdo a la incorporación ilustrada, la caja de acoplamiento 230 y el aislador 232 están mostrados como estando colocados debajo de un asiento de manej ador del vehículo, mientras que el módulo de control 234 está mostrado como estando colocado debajo de un asiento de pasajero del vehículo. De acuerdo a otras incorporaciones, la caja de acoplamiento 230, el aislador 232 y el módulo de control 234 pueden ser proporcionados en una variedad de ubicaciones dentro del vehículo. Por ejemplo, la caja de acoplamiento 232, el aislador 232 y el módulo de control 234 pueden todos ser configurados para ajustar debajo del tablero del vehículo. La Figura 21 es un diagrama esquemático de un trazado eléctrico del sistema de impulsión híbrido 100 que muestra las entradas y salidas de los varios componentes del sistema de impulsión híbrido 100, incluyendo la caja de acoplamiento 230, un aislador 232 y/o un módulo de control 234.
Refiriéndonos a la Figura 18, el método para modificar el vehículo también incluye el instalar la batería 108 dentro de una cajuela del vehículo. La batería 108 es una adición a la batería existente dentro del vehículo y está acoplada eléctricamente a la unidad de control de motor 106 y al motor eléctrico 104 a través de uno o más cables enrutados dentro del vehículo. La batería del vehículo existente es retenida para activar los componentes de vehículo existentes. De acuerdo a una incorporación de ejemplo, la batería 108 incluye cinco (5) baterías de 100 amperes de doce (12) voltios de ácido-plomo acopladas juntas en serie. De acuerdo a otras incorporaciones, la batería 108 puede ser cualquiera de una variedad de dispositivos de almacenamiento de energía como se indicó anteriormente. De acuerdo a otras incorporaciones, la batería 108 puede ser suficientemente dimensionada de manera que ésta pueda reemplazar la batería existente del vehículo. Para tal configuración una DC a DC puede ser necesario que se proporcione para reducir los cuarenta y ocho (48) voltios de la batería 108 a los doce (12) voltios necesarios para los componentes de vehículo existentes.
Refiriéndonos a la Figura 19, el método para modificar el vehículo también incluye el instalar un cargador separado 236 en la cajuela del vehículo que permita a un usuario el cargar selectivamente la batería 108 cuando el vehículo no está en uso. El cargador 236 incluye un conector (por ejemplo una clavija) que está configurada para enchufar selectivamente a una salida eléctrica por un usuario cunado el vehículo no está en uso. Aún cuando el cargador 236 está mostrado como estando colocado dentro de la cajuela arriba de la batería 108, pero alternativamente, puede ser consolidado en tamaño y soportado a lo largo de una pared lateral de la cajuela de manera que hay espacio suficiente restante dentro de la cajuela para almacenamiento .
Refiriéndose a la Figura 20, el método para modificar el vehículo puede opcionalmente incluir el instalar una primera interfase de usuario 238 y/o una segunda interfase de usuario 240 dentro del vehículo. De acuerdo a la incorporación ilustrada, la primera interfase de usuario 238 y la segunda interfase 240 están ambas montadas sobre un tablero del vehículo, pero alternativamente, pueden ser proporcionadas en cualquiera de un número de áreas a través del vehículo (por ejemplo el sistema superior, la consola central, el panel lateral, etcétera) . La primera interfase de usuario 238 y la segunda interfase de usuario 240 son ambas interruptores configurados para ser movidos selectivamente por un usuario entre una posición de encendido y una posición de apagado. La primer interfase de usuario 238 permite a un usuario el controlar si el sistema de impulsión híbrido 100 es encendido o apagado. Si el sistema de impulsión híbrido 100 es apagado, el vehículo simplemente operará como un vehículo no híbrido. La segunda interfase de usuario 240 permite a un usuario el controlar selectivamente cuando la batería 108 está siendo cargada. Como se indicó anteriormente, la primera interfase de usuario 238 y la segunda interfase de usuario 240 son opcionales. Como tal, el sistema de impulsión híbrido 100 puede funcionar sin permitir a un usuario el tener un control directo sobre cuando el vehículo esté operando en un modo híbrido y/o cuando la batería 108 está siendo cargada.
Deberá también entenderse de las Figuras 2A a 21 que estas meramente ilustran una incorporación de un vehículo que puede recibir el sistema de impulsión híbrido 100 y una incorporación del sistema impulsor híbrido. El sistema de impulsión híbrido 100 se ha proporcionado como un equipo para simplificar el proceso de conversión. El equipo generalmente incluye el motor eléctrico 104, la unidad de control de motor 106, la batería 108, la polea del sistema de impulsión híbrido 204, la ménsula de polea muerta 212, la ménsula vertical 214, la ménsula de montaje de motor 216, la ménsula de compresor de acondicionador de aire 218, la polea muerta 224, el interruptor de combustible 226, el interruptor para debajo del pedal de embrague 228, la caja de acoplamiento 230, el aislador 232, el módulo de control 234 y el cargador 236. De acuerdo a otras incorporaciones, el sistema de impulsión híbrido 100 puede ser proporcionado como componentes individuales y/o una combinación de uno o más de los componentes detallados arriba.
Cuando el sistema de impulsión híbrido 100 es usado por los fabricantes de equipo original, el sistema de impulsión híbrido 100 puede no incluir todos los mismos componentes que están incluidos como parte de un equipo de retro ajuste. Por ejemplo, un fabricante de equipo original factiblemente reemplazará el alternador existente del vehículo con un motor eléctrico 104 y también factiblemente reemplazará la batería existente del vehículo con la batería 108. Todas esas variaciones se intenta que estén dentro del alcance de las invenciones.
Es importante el notar que la construcción y arreglo de los elementos del sistema de impulsión híbrido y del vehículo como se mostró en las incorporaciones ilustradas es solamente ilustrativo. Cuando sólo unas pocas incorporaciones de las presentes invenciones se han descrito en detalle en esta descripción, aquellos expertos en el arte quienes revisen esta descripción apreciarán fácilmente que son posibles muchas modificaciones (por ejemplo variaciones en tamaños, dimensiones, estructuras, formas y proporciones de los varios elementos, valores de parámetros, arreglos de montaje, uso de materiales, colores, orientaciones, etcétera) sin departir materialmente de las enseñanzas y ventajas novedosas de la materia específica recitada. Por ejemplo los elementos mostrados como integralmente formados pueden ser construidos de partes múltiples con los elementos mostrados, partes múltiples pueden ser formados integralmente, la operación de las interfases puede ser invertida o de otra manera variada, o la longitud o el ancho de las estructuras y/o de los miembros a conectar u otros elementos del sistema pueden ser variados. También, el sistema de impulsión híbrido 100 puede ser programado para operar en cualquiera de algún número de formas adecuadas dependiendo de las necesidades de la operación particular. Además, de forma similar al sistema de impulsión híbrido ilustrado en la Figura 1A, el sistema de impulsión híbrido ilustrado en la Figura IB puede ser usado con los vehículos de impulsión de rueda frontal, de rueda posterior y/o de todas las rued s. Aún además, si el sistema de impulsión híbrido es proporcionado como un equipo, cada equipo puede incluir cualquiera de un número de sensores adicionales y/o de hardware para permitir al sistema se acoplado al vehículo. Deberá notarse que los elementos y/o conjuntos del sistema pueden ser construidos de una cualquiera de una amplia variedad de materiales que proporcionan resistencia suficiente o duración, en cualquiera de una variedad amplia de colores, texturas y combinaciones. Por tanto, todas esas modificaciones se intenta que estén incluidas dentro del alcance de las presentes invenciones. Otras sustituciones, modificaciones, cambios y omisiones pueden hacerse en el diseño, en las condiciones de operación y en el arreglo de las incorporaciones preferidas y otros ejemplos sin departir del espíritu de las presentes invenciones.
El orden o secuencia de cualquier proceso o pasos de método puede ser variado o puede ser puesto en nueva secuencia de acuerdo a incorporaciones alternas. En las reivindicaciones, cualquier cláusula-más- función se intenta que cubran las estructuras descritas aquí como que llevan a cabo la función recitada y no sólo los equivalentes estructurales sino también las estructuras equivalentes. Otras sustituciones, modificaciones, cambios y emisiones pueden hacerse en el diseño, operando la configuración y el arreglo de las incorporaciones preferidas y otros ejemplos sin departir del espíritu de las invenciones como se expresó en las reivindicaciones anexas.

Claims (18)

REIVINDICACIONES
1. Un método para convertir un vehículo que tiene un motor de combustión interna, una transmisión, un alternador y una batería en un vehículo híbrido, el método comprende : instalar un motor eléctrico dentro del vehículo que está configurado para ayudar al motor de combustión interna a hacer girar un cigüeñal del motor de combustión interna,- instalar un elemento de almacenamiento de energía configurado para proporcionar energía al motor eléctrico; instalar una unidad de control de motor configurada para controlar la cantidad de energía entregada dése el elemento de almacenamiento de energía al motor eléctrico; y reemplazar una polea existente sobre el cigüeñal del motor de combustión interna con una nueva polea configurada para recibir una primera banda que se extiende entre la nueva polea y una polea de motor auxiliar y una segunda banda que se extiende entre la nueva polea y una polea de motor eléctrico.
2. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque además comprende remover un escudo de calor de múltiple del motor de combustión interna y acoplar la ménsula de montaje en la misma ubicación para soportar el motor eléctrico.
3. El método tal y como se reivindica en la cláusula 2 caracterizado porque la ménsula de montaje incluye una o más aberturas para promover el flujo de aire alrededor del motor eléctrico.
4. El método tal y como se reivindica en la cláusula 2 caracterizado además porque comprende aplicar un escudo de calor entre la ménsula de montaje y el motor eléctrico .
5. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado además porque comprende instalar un dispositivo de interruptor configurado para cortar un suministro de combustible al motor de combustión interna con base en una señal recibida desde la unidad de control de motor.
6. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado además porque comprende instalar un dispositivo interruptor debajo del pedal de embrague del vehículo que hace que el motor arranque el motor de combustión interna cuando se activa.
7. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque además comprende instalar un cargador de enchufar dentro del vehículo que permite a un usuario el cargar elemento de almacenamiento de energía cuando el vehículo no está en uso.
8. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque la polea de motor auxiliar de motor comprende una polea de alternador.
9. Un método para convertir un vehículo que tiene un motor de combustión interna y una transmisión en una vehículo híbrido, el método comprende: instalar un motor eléctrico dentro del vehículo que está configurado para ayudar al motor de combustión interna hacer girar un cigüeñal del motor de combustión interna; acoplar la flecha de salida del motor eléctrico a un extremo del cigüeñal que está opuesto a la transmisión a través de un acoplamiento universa,- instalar un elemento de almacenamiento de energía configurado para proporcionar energía al motor eléctrico; y instalar una unidad de control de motor configurada para controlar la cantidad de energía entregada desde el elemento de almacenamiento de energía al motor eléctrico.
10. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque el paso de acoplar una flecha de salida del motor eléctrico a un extremo del cigüeñal que está opuesto a la transmisión a través de un acoplamiento universal comprende el acoplar la flecha de salida del motor eléctrico a una polea acoplada giratoriamente al motor de combustión interna.
11. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque comprende el conectar una banda entre la polea y por lo menos uno de una primera polea auxiliar y una segunda auxiliar.
12. El método tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizado porque la primera polea auxiliar comprende una polea de alternador y la segunda polea auxiliar comprende una polea de compresor para un sistema de acondicionamiento de aire.
13. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado además porque comprende el sujetar una o más ménsulas de montaje dentro del vehículo para por lo menos soportar parcialmente el motor eléctrico.
1 . El método tal y como se reivindica en la cláusula 13 caracterizado además porque comprende el soportar el motor eléctrico por lo menos parcialmente por el cuerpo del vehículo .
15. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado además porque comprende instalar el dispositivo de interruptor configurado para cortar un suministro de combustible al motor de combustión interna con base en una señal recibida desde la unidad de control de motor.
16. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado además porque comprende instalar un dispositivo interruptor debajo de un pedal de embrague del vehículo que hace que el motor eléctrico arranque el motor de combustión interna cuando se activa.
17. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque comprende instalar un cargador de enchufe dentro del vehículo que permite a un usuario el cargar el elemento de almacenamiento de energía cuando el vehículo no está en uso.
18. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado además porque comprende el remover y eliminar una necesidad para por lo menos uno de una batería existente y un alternador desde el vehículo.
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