MXPA05007110A

MXPA05007110A - Tren de energia hibrido aprovisionado con hidrogeno y vehiculo.

Info

Publication number: MXPA05007110A
Application number: MXPA05007110A
Authority: MX
Inventors: Dhillon Jaswant
Original assignee: Ford Global Tech Llc
Priority date: 2003-01-04
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2005-08-26
Also published as: JP4167656B2; KR20110058900A; AU2011200607A1; AU2011200607B2; EP1578632A1; KR101063280B1; US7608011B2; KR20110058901A; JP2006527113A; US20060174624A1; AU2003286314A1; KR101062897B1; WO2004060708A1; KR20050111316A

Abstract

Un sistema de tren de energia hibrido activado con hidrogeno incluye un motor de combustion interna aprovisionado con hidrogeno que opera a una mezcla delgada de aire/combustible, y un supercargador para intensificar un par de torsion de impulsion primario producido por el motor principalmente a traves de una escala de velocidad elevada de operacion. Un motor/generador electrico genera un par de torsion de impulsion secundario para el vehiculo, de modo que el par de torsion de impulsion secundario complemente el par de torsion de impulsion primario a traves de cuando menos una escala de baja velocidad de operacion del tren de energia. Un embrague de desconexion dispuesto entre el motor y el motor/generador acopla y desacopla el motor del motor/generador, y sirve para transferir el par de torsion de impulsion primario intensificado a traves del motor/generador y a un sistema de transmision de energia. La entrada en la transmision de energia es de esta manera una combinacion del par de torsion de impulsion primario intensificado y el par de torsion de impulsion secundario que tiene un par de torsion mejorado caracteristico a traves de cuando menos la escala de velocidad baja de operacion.

Description

TREN DE ENERGÍA HÍBRIDO APROVISIONADO CON HIDRÓGENO Y VEHÍCULO Campo de la Invención La presente invención se relaciona generalmente con vehículos eléctricos híbridos, y más particularmente con un tren de energía eléctrico híbrido y vehículo activados por un motor de combustión interna aprovisionado con hidrógeno Técnica Anterior Los fabricantes automotrices en los años recientes han intensificado los esfuerzos de investigación y desarrollo para implementar y comercializar más rápidamente tecnologías de vehículo eléctrico híbrido de celda de combustible y gasolina (HEV) . Las tecnologías de celda de combustible utilizan dispositivos de conversión electroquímicos, tales como PEM y celdas de combustible de óxido sólido, para generar energía de impulsión con cero emisiones de tubo de escape. Los híbridos de gasolina, aún cuando no eliminan completamente las emisiones de tubo de escape, pueden mejorar significativamente la economía de combustible a una fracción del costo de las tecnologías de celda de combustible de la actualidad. Alternativamente, los trenes de energía que combinan los beneficios de motores de combustión interna activados con hidrógeno y funcionalidad eléctrica híbrida se han propuesto. En la Publicación de Solicitud de Patente de E.U.A. 2002/0098414, por ejemplo, se describe un vehículo eléctrico híbrido de muy baja emisión que tiene un motor de combustión interna activado con hidrógeno, una unidad de almacenamiento de hidrógeno de hidruro de metal, un motor eléctrico y una batería de hidruro de metal de níquel. El problema, sin embargo, debido a la densidad de baja energía de gas de hidrógeno cuando se usa en un motor de combustión interna, es la capacidad del tren de energía de entregar funcionamiento semejante a motor a gasolina a través de una escala amplia de velocidades de operación. Esto es así debido a que los motores de combustión interna de hidrógeno se operan usualmente con una relación de aire/combustible delgada en combustible a fin de conservar la estabilidad de combustión. Como tal, los inventores en la presente han reconocido 1 necesidad de adaptar las tecnologías de motor de combustión interna convencional y HEV para utilizar combustible de hidrógeno y de esta manera lograr reducciones substanciales en emisiones de tubo de escape mientras que se mantiene la funcionalidad híbrida y funcionamiento comparables con motores activados por gasolina convencionales. Compendio de la Invención De conformidad con un primer aspecto de la invención, se proporciona un tren de energía, que comprende un sistema de generación de energía primario para generar un par de torsión de impulsión primario, el sistema de energía primario teniendo un motor de combustión interna aprovisionado con hidrógeno que opera con una mezcla de combustible de gas de hidrógeno delgada, el motor de combustión interna teniendo cuando menos un dispositivo de sobrealimentación de carga de aire para aumentar el par de impulsión primario a una escala de velocidades de operación del tren de energía; y un sistema de generación de energía secundario que tiene cuando menos un dispositivo de generación de par de torsión eléctrico para generar un par de torsión de impulsión secundario, el sistema de generación de energía secundario estando construido y dispuesto de manera que el par de torsión de impulsión secundario complemente el par de torsión de impulsión primario intensificado a través de cuando menos una escala de velocidad de operación baja del tren de energía. De preferencia, un embrague de desconexión se dispone entre el sistema de energía de generación primario (motor) y el sistema de generación de energía secundario (motor eléctrico) para acoplar y desacoplar el sistema de generación de energía primario del sistema de generación de energía secundario y para transferir el par de torsión de impulsor primario intensificado a través del sistema de generación de energía secundario. Un sistema de transmisión de energía acoplado a la salida del sistema de generación de energía secundario para recibir una combinación del par de torsión de impulsión primario intensificado y el par de torsión de impulsión secundario, la combinación del par de torsión de impulsión primario intensificado y el par de torsión de impulsión secundario teniendo un par de torsión mejorado característico a través de cuando menos la escala de velocidad de operación baja del tren de energía. Debido a que la combustión interna se opera a una relación de aire/combustible delgada usando hidrógeno de densidad de energía inferior, se proporciona sobrecarga para intensificar el par de torsión de salida del motor. La sobrecarga mejora el funcionamiento a velocidades de motor superiores, pero no a velocidades de motor inferiores. Ventajosamente, el par de torsión de salida del motor eléctrico complementa el par de torsión de salida de motor a velocidades de motor inferiores de manera que el tren de energía de ICE/híbrido combinado funcione más como un tren de energía activado con gasolina convencional, pero con emisiones de hidrocarburo y C02 substancialmente reducidas, y con los beneficios de funcionalidad híbrida, es decir, arranque/detención, modo eléctrico, ayuda de lanzamiento y recuperación de energía cinética.

Utilizando un tren de energía HEV activado con hidrógeno, se pueden lograr mejoras significativas en emisiones y economía de combustible, en comparación con un vehículo de producción regular, pero a un costo inferior que un vehículo activado por celda de combustible comparable. Como resultado de las ventajas de costo, el vehículo de HEV activado con hidrógeno reivindicado puede crear una mayor demanda y de esta .manera acelerar el desarrollo de la infraestructura de hidrógeno finalmente requerida para vehículos de celda de combustible de hidrógeno . La invención se describirá ahora adicionalmente, por vía de ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales: La Figura 1 es un diagrama de bloque esquemático que muestra una representación genérica de un sistema de tren de energía híbrido; Las Figuras 2a a 2c son diagramas de bloque • esquemáticos que ilustran ejemplos de diversas unidades de transmisión de energía aplicables a la representación del sistema de tren de energía híbrido genérico de la Figura 1; La Figura 3 es un diagrama esquemático de bloque de un tren de energía híbrido de ejemplo de conformidad con la presente invención; La Figura 4 es un diagrama esquemático que muestra una modalidad de combustión interna de hidrógeno-combusrible para uso en el tren de energía híbrido de la Figura 3; La Figura 5 es un diagrama esquemático que muestra una modalidad de un sistema de transmisión de energía híbrida modular para uso en el tren de energía híbrido de la Figura 3; La Figura 6 incluye trazos de par de torsión contra características de velocidad para sistemas de tren de energía no híbridos; La Figura 7 incluye trazos de par de torsión contra características de velocidad para sistemas de tren de energía híbridos de conformidad con la presente invención; La Figura 8 incluye trazos de energía contra características de velocidad para sistemas de tren de energía híbridos de conformidad con la presente invención, La Figura 9 es un diagrama esquemático que muestra un ejemplo de un vehículo que tiene un motor de combustión interna aprovisionado con hidrógeno y sistema de transmisión híbrido modular de conformidad con la presente invención; La Figura 10 es una vista isométrica de un sistema de tren de energía híbrido de hidrógeno de conformidad con la presente invención; La Figura 11 es una vista isométrica de un vehículo que tiene un tren de energía híbrido de hidrógeno de conformidad con la presente invención; La Figura 12 es una gráfica de flujo de un método para cambiar flujo de combustible con inyectores de combustible de hidrógeno · que tienen diferentes regímenes de flujo máximo; y La Figura 13 es una gráfica de flujo de un método para percibir un encendido prematuro de colector de admisión en un motor de combustión interna aprovisionado con hidrógeno de conformidad con la presente invención. Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas La Figura 1 muestra una arquitectura genérica para un sistema 100 de vehículo híbrido de conformidad con la presente invención. El sistema 100 incluye una fuente 112 de energía primaria, tal como un suministro de gasolina, diesel u otro combustible de gas, acoplado a un sistema 114 de generación de energía primaria, tal como un motor de combustión interna. El sistema 114 de generación de energía primaria generar un par de torsión de impulsión primario que se transmite a la línea 128 de impulsión del vehículo a través del conjunto 116 de transmisión de energía. El conjunto 116 de transmisión de energía puede ser una transmisión automotriz convencional manual, automática o continuamente variable, u otro mecanismo de engranaje equivalente para transmitir energía mecánica producida por el sistema 114 de generación de energía primaria. El sistema 110 incluye además una fuente 118 de energía secundaria, tal como una batería, ultra capacitor, acumulador hidráulico u otro dispositivo de almacenamiento de energía, y un sistema 120 de generación de energía secundario, tal como una o más máquinas eléctricas u otros dispositivos de generación de par de torsión. Para suplementar el par de torsión de impulsión entregado por el sistema 114 de generación de energía primario. El sistema puede incluir además una fuente 124 de energía auxiliar, acoplada a un sistema 126 de generación de energía auxiliar, tal como un sistema de celda de combustible o Unidad de Energía Auxiliar (APU) , para proporcionar par de torsión de impulsión adicional. De conformidad con una modalidad de la presente invención, el sistema 114 de generación de energía primaria es un motor de combustión interna que quemado de hidrógeno, la fuente 112 de energía de hidrógeno puede incluir sistema de almacenamiento de gas de hidrógeno comprimido, o un sistema de baja presión tal como un sistema de almacenamiento de hidruro de metal. El conjunto 116 de transmisión de energía transmite la salida de ambos, el motor 114 de combustión interna y el sistema 120 de generación de energía secundaria a la línea 128 de impulsión del vehículo. El conjunto 116 de transmisión de energía es de preferencia una transmisión automática menos convertidor construida y dispuesta con el sistema 120 de generación de energía secundaria, de preferencia un motor/generador eléctrico de alto voltaje integrado. Ventajosamente, el conjunto 116 de transmisión de energía y el sistema 120 de generación de energía secundaria se pueden empacar en una sola unidad 122 de transmisión híbrida modular. Las Figuras 2a a 2c muestran configuraciones de ejemplo de sistema de tren de energía híbrido aplicables a la presente invención. La Figura 21a muestra una configuración 200 híbrida llamada "en serle" que tiene un motor 202 de combustión interna aprovisionado con hidrógeno acoplado a una unidad 204 de transmisión híbrida modular. La unidad 204 de transmisión híbrida modular incluye un generador 208 eléctrico que produce energía eléctrica para activar las ruedas 218 de impulsión de vehículo a través de un motor 210 eléctrico y tren 212 de engranajes. El dispositivo 206 de almacenamiento eléctrico almacena energía eléctrica a través del generador 208 cuando el motor de combustión interna produce más energía que la requerida, y suplementa la energía de motor a través del motor 210 eléctrico cuando la demanda de energía excede aquella de la salida de energía de motor. La Figura 2b muestra una configuración 220 híbrida llamada "paralela", en donde una unidad 224 de transmisión híbrida modular entrega par de torsión de línea de impulsión a través de una primera trayectoria de energía que tiene un motor 202 de combustión interna aprovisionado con hidrógeno, un dispositivo 228 de acoplamiento, y un tren 230 de engranajes, y una segunda trayectoria de energía que tiene un motor/generador 232, un dispositivo 234 de acoplamiento y el juego 230 de engranajes. Los dispositivos 228 y 234 de acoplamiento pueden ser cualesquiera dispositivos apropiados, por ejemplo un tren de engranajes o embrague, para transmitir energía mecánica a la línea 218 de impulsión de vehículo. En una modalidad, los dispositivos 228 y 234 de acoplamiento pueden ser el mismo dispositivo. La Figura 2c muestra una configuración 300 llamada "paralela-en serie" en donde una unidad 244 de transmisión híbrida modular incluye motor/generadores 252 y 253 acoplados eléctricamente y/o mecánicamente, por ejemplo a través de un tren de engranajes planetario, para entregar energía a un tren 250 de engranajes y la línea 218 de impulsión. La Figura 3 muestra un diagrama esquemático de bloque de un sistema 300 de tren de energía híbrido de ejemplo de conformidad con la presente invención. El sistema 300 incluye un motor 302 de . combustión interna aprovisionado con hidrógeno, una modalidad del cual se describe abajo con referencia a la Figura 4, y un sistema 310 de transmisión híbrido modular, una modalidad del cual se describe abajo con referencia a la Figura 5. El sistema 310 de transmisión híbrido modular incluye un mecanismo 312 de embrague que se puede acoplar y desacoplar selectivamente para operar el tren 300 de energía como un sistema híbrido paralelo. Cuando se acopla el mecanismo 312 de embrague, la salida de par de torsión del motor 302 se transmite para suplementar la salida de par de torsión de un motor/generador 314, que está acoplado a una batería 320· Cuando se opera como motor, el motor/generador 314 usa la energía eléctrica almacenada en la batería 320, y cuando se opera como un generador, el motor/generador 314 proporciona carga eléctrica a la batería 320. La Figura 4 muestra un diagrama esquemático de motor 400 de combustión interna aprovisionado con hidrógeno para uso como parte del sistema de tren de energía híbrido de la Figura 3. El motor 400, por vía de ejemplo y no de limitación, es un motor de combustión interna inyectado por combustible de portillo, de cuatro carreras, de quemado de gas de hidrógeno que tiene una pluralidad de cilindros 402 (solamente uno mostrado), con cada uno de los cilindros que tiene una cámara 410 de combustión y un pistón 412 de reciprocación correspondiente que coopera con una varilla 414 de conexión y un cigüeñal 416. De conformidad con una modalidad, el pistón 412 se optimiza para una relación de compresión de aproximadamente 12.2:1 y se construye de pistón de aluminio forjado. El pistón 412 también presenta una cabeza de pistón substancialmente plana y un empaque 411 de anillo optimizado para una presión de cilindro de cresta de 120 bar. Un pasador 413 de pistón de tipo de cepillo, totalmente flotante, fija el pistón 412 a la varilla 414 de conexión, que se maquina de acero 4340 y se acorta, comparado con una varilla de conexión de motor de gasolina similar, para acomodar el empaque 411 de anillo. Una pluralidad de conjuntos 418 y 530 de eje levas se acoplan mecánicamente con válvulas 422 y 424 de admisión y descarga, respectivamente, que se operan para comunicar con colectores de admisión y descarga respectivos. De preferencia, las válvulas 422 y 424 incluían una Stellite (r) orientada y asientos de válvula endurecidos para mejorar la resistencia al desgaste debido a lubricidad reducida del combustible de hidrógeno. Un sistema inyector de combustible de riel doble, mostrado colectivamente por los números 454 y 456 de referencia, incluye inyectores 454 de régimen de flujo de combustible elevado (solamente uno mostrado) e inyectores 456 de flujo de combustible bajo (nuevamente solamente se muestra uno) . Los inyectores 454 y 456, de preferencia inyectores de combustible gaseoso de tipo disco, se controlan por un módulo 914 de control de motor (ECM) (ver la Figura 9) , que regula el suministro de combustible de hidrógeno de un gas comprimido, hidruro de metal u8 otro medio de almacenamiento de hidrógeno. Debido a que el hidrógeno tiene una escala de combustión muy amplia, ECM 914 nominalmente opera los inyectores 454 y 456 de combustible para proporcionar una mezcla de aire/combustible delgada en cada una de las cámaras 410 de combustión. Por vía de ejemplo y no de limitación, el motor 400 se puede operar con una relación de aire/combustible de aproximadamente 86:1 durante cruzamiento de carretera, comparada con aproximadamente 14.7:1 con un motor activado por gasolina convencional, similar. La operación del motor 400, en un régimen delgado permite eficiencia de combustible mejorada sin preencendxdo o el llamado "detonación" del motor. En una modalidad, los inyectores 456 de régimen bajo de flujo se operan a baja velocidad de motor, y los inyectores 454 de régimen de flujo elevado se operan a velocidades de motor elevadas. El combustible se inyecta hacia cada una de las cámaras 410 de combustión solamente cuando la válvula 422 de admisión se abre y la válvula 424 de descarga se cierra. Esta "cronometración tardía de inyección de combustible" permite enfriamiento de aire de inducción de la válvula 424 de descarga durante el periodo de traslape, de manera de reducir al mínimo la ocurrencia de llamarada/encendido. Ventajosamente, el "fin de cronometración de inyección" se fija a 180 grados (BDC de carrera de admisión) con un período de 20 a 170 grados de manera que el combustible nunca se inyecte antes de que se cierren las válvulas de descarga. Los inyectores 454, 456 de combustible tienen regímenes de flujo parcialmente traslapantes. En otras palabras, el régimen de flujo practicable mínimo para los inyectores 454 de régimen de flujo elevado es equivalente al régimen máximo de flujo de inyectores 456 de flujo bajo. Esto permite cambios de escala amplia en régimen de entrega de combustible para acomodarse sin discontinuidades indeseables. Esto se logra utilizando inyectores electrónicamente controlados que se abren durante períodos de tiempo variables, con dichos períodos siendo determinados anchura de impulso. Este método se muestra en la Figura 12. Consecuentemente, cuando el flujo de hidrógeno se está aumentando, como cuando la contestación a la pregunta impuesta en el bloque 1214 es "sí", la anchura de impulso de inyectores 456 de flujo bajo se aumentará por el controlador 914 a un valor de régimen de flujo de traslape en el bloque 1126, en cuyo momento los inyectores 454 de flujo elevado se operarán con una anchura de impulso correspondiente al valor de traslape en el bloque 1218. Simultáneamente en el bloque 1218, la anchura de impulso de inyectores 456 de bajo flujo se reducirá de manera que el flujo total de ambos juegos de inyectores es el mismo como el régimen de flujo de traslape anterior de los inyectores 456 de flujo bajo. A continuación, el régimen de flujo de inyectores 454 de flujo elevado se puede aumentar adicionalmente por el controlador 914, y el régimen de flujo de inyectores de régimen de flujo bajo se puede disminuir adicionalmente, hasta que los inyectores 456 de régimen de flujo bajo se interrumpen. En casos en donde la entrega de combustible se está disminuyendo desde un régimen de aprovisionamiento elevado, la anchura de impulso de los inyectores 454 de régimen de combustible elevado se disminuirá en el bloque 1222 al valor de traslape, y en el bloque 1224 los inyectores 456 de régimen bajo se operarán en el valor de traslape, mientras que los inyectores 456 de régimen elevado se desconectan simultáneamente. La capacidad de controlar rápidamente el flujo de combustible de hidrógeno es importante debido a cuando menos una razón adicional con el presente sistema de tren de energia. Debido a que la llamarada en el colector de admisión de un motor de combustión interna de reciprocación aprovisionado con hidrógeno inyectado por portillo puede ser un problema en ciertos regímenes de operación, el motor 400 tiene un sensor 447 de temperatura y presión absoluta (????) montado en la cámara 449 impelente de admisión (Figura 4) . El sensor de TMAP se emplea en un método para controlar encendido, como se ilustra por medio de una gráfica de flujo en la Figura 13. El encendido típicamente ocasiona un aumento casi instantáneo de temperatura de colector de admisión y, en ocasiones, presión. En el bloque 1312, el sensor 447 de TMAP percibe continuamente estas temperatura y presión de cámara impelente de admisión. Luego, en el bloque 1314, el controlador 914 de motor compara los valores medidos para temperatura y, si se desea, presión, a los valores de umbral predeterminados. Si la contestación a la pregunta en el bloque 1314 es "no", la rutina simplemente continua. Si la contestación es "sí", la rutina prosigue al bloque 1316, en donde el controlador 914 interrumpe el combustible ajusfando las anchuras de impulso de inyector a cero. Luego en el bloque 1318, el controlador 914 comprueba para ver si los sensores y tiempo transcurrido indican que ha cesado el encendido. Si es así, el aprovisionamiento se reasumirá en el bloque 1320. Durante el período de no aprovisionamiento, el sistema de electroimpulsión se puede usar en el bloque 1322 para compensar el déficit de par de torsión que podría ocurrir de otra manera. Desde luego, la ayuda de electroimpulsión estará disponible solamente si se llenan diversas condiciones, tales como estado de carga de batería adecuado, velocidad de camino apropiada, y otras condiciones . Bujías 460 (solamente una mostrada) se acoplan eléctricamente a un sistema 462 de encendido, de preferencia un sistema de encendido llamado de "bobina en enchufe", que también se controla por el ECM 914. El motor 400 incluye además cuando menos un dispositivo 436 de intensificación de carga de aire, tal como un supercargador de tipo centrífugo, para aumentar la salida de energía del motor. En una modalidad de la presente invención, un supercargador centrífugo es impulsado por banda desde la impulsión accesoria de extremo frontal (FEAD) del motor y nominalmente proporciona intensificación de 90 kpa (calibre) a una velocidad de motor de 5000 rpm. La supe carga, sin embargo, tiene el efecto no deseado de calentar el aire de admisión y de esta manera hacer al motor más susceptible al pre-encendido. Esto limita finalmente la salida de energía del motor. Por lo tanto, para reducir el mínimo el calentamiento de aire, se proporciona un sistema de interenfriamiento de etapa doble como se describe en la Solicitud de E.U.A. No. De Serie 09/683,072, que es de propiedad del presente cesionario y se incorpora en la presente por referencia en su totalidad. El sistema de interenfriamiento de etapa doble incluye un interenfriador 438 de aire a aire en comunicación con el supercargador 436, y un interenfriador 442 de acondicionamiento de aire a aire dispuesto corriente abajo del interenfriador 438 de aire a aire para reducción adicional de temperatura de aire. Nominalmente, el interenfriador 442 de acondicionamiento de aire a aire se opera bajo condiciones de intensificación elevada usando R-134 como el medio de enfriamiento. Se proporcionan medidas de control de consumo de aceite para impedir del auto-encendido y para reducir substancialmente las emisiones a base de carbono y de óxido nitroso. Consecuentemente, el cilindro 402 está maquinado, usando rectificación de perforación de cilindro de placa piso, para optimizar la geometría de las paredes de cilindro. Los espacios de extremo de los anillos de pistón en el paquete 411 de anillo se optimizan para presión y conflabilidad aumentadas, asi como también los sellos de vástago de válvula para reducir al mínimo la tracción de aceite y para mejorar resistencia al desgaste. Un sistema de ventilación de cigüeñal positivo (PCV) que incorpora el separador 453 y válvulas 446 y 448 de retención, así como venturi 434, también se incluyen para remover el vapor de aceite de los gases de cigüeñal. Este sistema se describe por ejemplo en la Patente de E.U.A. No. 6,606,982, que es de propiedad del presente cesionario y se incorpora por la presente por referencia en su totalidad. El sistema de PCV es un sistema de control de admisión diseñado para extraer gases combustionados y parcialmente combustionados del cigüeñal y requemarlos., y en particular se pueden usar con un sistema de inducción a presión/de vacio para proporcionar mejorada de aceite/aire. Como resultado de la mezcla de aire/combustible de hidrógeno delgada, la supercarga e interenfriamiento, el motor 400 de la Figura 4 se optimiza para eficiencia, energía y escala máximas. Además, las medidas de control de aceite descritas arriba sirven para reducir substancialmente al mínimo las emisiones de hidrocarburo, NOx y C02 del motor 200. La Figura 5 muestra una vista en sección transversal de un sistema de tren 500 de energía híbrido de ejemplo de conformidad con la presente invención. El tren 500 de energía permite funcionalidad híbrida "completa", incluyendo arranque/detención de motor, intensificación de motor, frenado regenerativo (recuperación cinética) e impulsión eléctrica. El sistema 500 de tren de energía, de izquierda a derecha, incluye un motor 400 de combustión interna aprovisionado con hidrógeno, un conjunto 510 integrado de motor-generador (M-G) /embrague de desconexión y conjunto 550 de transmisión de energía. De preferencia, los conjuntos 510 y 550 se empacan juntos como un "sistema de transmisión hibrida modular", que se identifica como por ejemplo por el número de referencia 122 en la Figura 1. El sistema de transmisión híbrido modular se describe ahora abajo, y se describe además en la Patente de E.U.A. No. 6,585,066, que es de propiedad del presente cesionario y se incorpora por la presente por referencia en su totalidad. Una modalidad alternativa se describe en la Patente de E.U.A. No. 6,176,080, que también es de propiedad del presente cesionario y se incorpora por la presente por referencia en su totalidad. Haciendo referencia a la Figura 5, el conjunto 510 de M-G integrado/embrague de desconexión incluye un alojamiento 514 dispuesto entre el motor 400 de combustión interna de hidrógeno y el conjunto 512 de transmisión de energía. El alojamiento a un bloque 499 de motor en un extremo y a un alojamiento 552 de transmisión en el otro se fija a través de pernos u otros medios de fijación apropiados. El alojamiento 514 sirve como un envolvente para un motor-generador eléctrico, un conjunto de "embrague húmedo" y un conjunto amortiguador. Nominalmente, el motor-generador eléctrico es una máquina eléctrica de tipo de inducción que tiene un estator 518 y un rotor 520 y una salida de energía máxima de cuando menos 25 kW. El tamaño real del motor-generador puede depender, sin embargo, de los requerimientos de salida de energía del tren de energía y las capacidades de energía eléctrica de un dispositivo de almacenamiento eléctrico correspondiente. El conjunto de embrague húmedo, que reemplaza un convertidor de par de torsión hidrocinético convencional, se monta axialmente dentro del rotor 520 sobre una flecha 522 de cojinete de soporte fijada al alojamiento de transmisión. El conjunto de embrague incluye un cilindro 524 de embrague húmedo para alojar un pistón 526 anular que coopera con el cilindro 524 para formar una cámara de presión. la cámara de presión se alimenta por una pluralidad de pasajes de presión hidráulica (no mostrados) y usados para accionar una pluralidad de placas 528 de embrague montadas en un elemento 530 de soporte de embrague. Cuando se liberan las placas de embrague, el tren 500 de energía híbrido se puede operar en un modo eléctrico puesto que el par de torsión de motor-generador es el único par de torsión transmitido a una flecha 542 de entrada de transmisión. Con el embrague liberado, el tren de energía también se puede operar en un modo de recuperación cinética o frenado regenerativo. Cuando las placas 528 de embrague se acoplan, el motor se acopla mecánicamente a la flecha 542 de entrada de transmisión suplementando de esta manera el par de torsión de motor-generador, si lo hay, en la entrada de transmisión. Con el embrague acoplado, el tren 500 de energía se puede operar en un modo solamente de motor, o un modo combinado de máquina/motor (v.gr., ayuda de lanzamiento), y el motor-generador eléctrico usado para operaciones de arranque/detención para la máquina. Aún cuando se prefiere un conjunto de embrague húmedo, la invención reivindicada en la presente también puede utilizar un elemento de fricción seco. El conjunto de embrague húmedo, sin embargo, se prefiere debido a que exhibe características de fricción más estables en comparación con un elemento seco como se describe en la Patente de E.U.A. No. 6,176,080. Ademas, a través del diseño de embrague húmedo, rociar el motor 518, 520 eléctrico con fluido de transmisión permite el enfriamiento de los arrollamientos de extremo de motor lo que a su vez mejora la operación de energía constante del motor. Asimismo, los costos de empaque se reducen usando bujes para montar el rotor 520 en lugar de cojinetes. El conjunto amortiguador se proporciona para reducir al mínimo las vibraciones de torsión del motor de combustión interna aprovisionado con hidrógeno. El conjunto incluye un cubo 532, placa 534 de impulsión de amortiguador, resortes 536 de amortiguador, alojamiento 538 de amortiguador y placa 5640 de impulsión de cigüeñal. Como se muestra en la Figura 5, el cubo 532 comunica con el elemento 530 de soporte de embrague y una placa 534 de impulsión de amortiguador. La placa 534 de impulsión de amortiguador, a su vez, comunica con los resortes 536 de amortiguador, que se seleccionan o se sintonizan para reducir al mínimo adicionalmente las vibraciones de torsión del motor de combustión interna aprovisionado con hidrógeno. Los resortes 538 de amortiguador a su vez cooperan con un alojamiento 5398 de amortiguador, que se asegura mecánicamente a una placa 540 de impulsión de cigüeñal. La placa 540 de impulsión de cigüeñal, a su vez, se asegura al cigüeñal 416. El sistema de transmisión híbrido modular de la Figura 5 incluye además el conjunto 550 de transmisión de energía. Por la naturaleza del diseño modular del sistema, el conjunto 550 de transmisión puede ser manual, automático o transmisión continuamente variable apropiado para ambas aplicaciones híbridas y no híbridas. Por vía de ejemplo solamente y no de limitación, el conjunto de transmisión descrito en la presente con referencia a la Figura 5, por vía de ejemplo y no de limitación, es versión modificada de la transmisión automática de 4 velocidades CD4E de ZA-Batavia. Otras configuraciones de transmisión y engranaje se pueden utilizar sin afectar el alcance de la invención reivindicada. El conjunto 550 de transmisión de energía incluye un conjunto 554 de control hidráulico dispuesto en un lado del alojamiento 552 de transmisión. El conjunto 554 de control hidráulico incluye el compartimento 556 de válvula y un módulo 558 electrónico para alojar componentes de conmutación electrónica. El conjunto 554 de control hidráulico se usa para acoplar y desacoplar el conjunto de embrague de desconexión arriba descrito, junto con los diversos dispositivos de embrague dispuestos con el transmisión 550. Una bomba eléctrica pequeña (no mostrada) integrada al compartimento 552 de válvula mantiene una cantidad requerida de presión hidráulica al conjunto 550 de transmisión durante la interrupción de motor. Con respecto a la presente modalidad, la transmisión 550 incluye cinco elementos de embrague/fricción individuales para proporcionar cuando menos cuatro relaciones de engranaje de impulsión de avance y una relación de engranaje de reversa: embrague 558 de reversa, embrague 560 directo, embrague 562 de avance, freno 564 de baja y reversa y banda 566 de rotura. Cada uno de los elementos 558, 560, 562, 564 y 566 de embrague/fricción están configurados a través de juegos 568, 570 y 572 de engranaje planetario y cadena 574 para proporcionar las relaciones de engranaje de avanza y reversa como se describe en detalle en la Patente de E.U.A. No. 6,585,066 arriba mencionada. El par de torsión resultante se transmite a través del juego 572 de engranaje planetario al engranaje 576 diferencial, y finalmente a los medios ejes 578 y 580. Opcionalmente, un dispositivo de engranaje adicional o modificado se proporcionar en la salida del juego 572 de engranaje planetario para proporcionar capacidad de impulsión de cuatro ruedas. Como tal, un sistema de tren de energía híbrido "paralelo" de emisiones muy bajas se logra combinando el sistema de transmisión híbrida modular de la Figura 5 con el motor de combustión interna de hidrógeno de la Figura 4. Con el sistema híbrido paralelo, el tren de energía puede operar con solamente uno de la máquina de hidrógeno o motor eléctrico como la fuente de generación de energía, o ambos, la máquina y motor cuando se requiere energía extra. El tren de energía híbrido permite una función de frenado regenerativo que recupera energía cinética como energía eléctrica que de otra manera se perdería como energía térmica durante el frenado. La energía eléctrica recuperada por ejemplo se puede usar para activar el vehículo, cuando menos parcialmente, durante un lanzamiento subsecuente, aceleración, rebase o maniobra de subida de colina. El tren de energía también permite la operación de modo de vehículo eléctrico, y arranque/detención de motor.

Con aranque/detención de motor, por ejemplo, el motor se puede desconectar automáticamente para ahorrar combustible y reducir emisiones. Cuando el pedal de freno se libera y se aplica el acelerador, un controlador de sistemas de vehículo controla sin costura el motor eléctrico para rearrancar el motor y reacoplar el embrague de desconexión. Se hace ahora referencia a las Figuras 6 a 8, que ilustran las ventajas del sistema de tren de energía híbrido aprovisionado con hidrógeno descrito con referencia a las Figuras 4 y 5. Las curvas 610-650 cada una muestra un par de torsión de salida de motor máximo (Nm) , es decir, el par de torsión de cigüeñal disponible en el eje de impulsión de entrada de transmisión a través de una escala amplia de velocidades de operación de motor. La curva 610 muestra un par de torsión/velocidad característico para un motor de combustión interna aprovisionado con gasolina de 2.3L convencional. A través de una escala de operación de 1000-5000 rpm, el par de torsión de motor máximo para el motor de combustión interna aprovisionado con gasolina varía de aproximadamente 160 Nm (a 1000 rpm) a aproximadamente 210 Nm (a 4000 rpm) . Esto representa una variación de aproximadamente 23.8% del valor máximo de cresta. Por comparación, las curvas 620-650 para el mismo motor aprovisionado con hidrógeno y construido como se describe con referencia a la Figura 4 logra funcionamiento de salida de energía grandemente disminuido. La curva 650, el motor aprovisionado con hidrógeno son supercarga, muestra un par de torsión de salida máximo de aproximadamente 120 Nm en comparación con 210 Nm para el motor a gasolina. Aún cuando la supercarga mejora el funcionamien o, v.gr., curvas 620, 630, 640 para 1005, 40% y 20% de supercarga, respectivamente los beneficios de supercarga no son evidentes por debajo de 2500 rpm. "% de supercarga (o intensificación)" en la presente se refiere al % por arriba de la presión atmosférica del dispositivo de intensificación que somete a presión la carga de entrada, v.gr., una intensificación de 25% es una relación de presión de 1.25:1 o una intensificación de 1.033 kg/cm2 1.25 = 1.286 kg/cm2 (14.7 psi * 1.25 = 18.3 psi) . Por encima de 2500 rpm, solamente el caso de supercarga de 100% (curva 620) se acerca más al funcionamiento de motor a gasolina. Con supercarga de 100%, el por ciento de variación del valor máximo de cresta superior a la escala de 1000-5000 rpm es aproximadamente 57.4% { (202-85.66) /202*100) . En particular, para una escala de velocidad baja de operación, es decir, a menos de 2500 rpm, la salida de par de torsión máxima del motor se reduce significativamente en comparación con la salida a través de la velocidad superior, es decir, 5000 rpm. Aún cuando la combinación de operación de aire/combustible delgada, supercarga e interenfriamiento optimiza el funcionamiento del motor a hidrógeno, la salida de energía se reduce significativamente comparada con motores de combustión interna de quemado de gasolina convencionales . El funcionamiento disminuido es especialmente evidente a velocidades de operación inferiores del motor, en donde los beneficios de la supercarga no se realizan completamente. Este déficit de funcionamiento, especialmente sobre velocidades de operación de tren de energía inferiores a 2500 rpm, se supera substancialmente mediante el uso del tren de energía híbrido de hidrógeno descrito con referencia a las Figuras 3-5. La Figura 7 muestra las características de par de torsión de salida máximo para el tren de energía híbrido de hidrógeno anteriormente descrito con referencia a las Figuras 3-5. Las curvas 720-750 muestran el par de torsión máximo disponible en el eje de impulsión de entrada de transmisión a través de una escala amplia de velocidades de operación de tren de energía. Más notablemente, debido en parte a las características de funcionamiento de baja velocidad del generador de motor eléctrico, el funcionamiento de par de torsión se mejora grandemente para velocidades de operación inferiores a 2500 rpm. Y, cuando se supercarga a niveles superiores a 40%, el funcionamiento se mejora grandemente para velocidades de operación mayores de 2500 rpm. Con 100% de supercarga, la variación de porcentaje del valor máximo de cresta a través de la escala de 1000-5000 rpm es aproximadamente 21%, que es comparable con el motor aprovisionado con gasolina convencional. Además, la salida máxima promedio se aumenta en comparación con el caso de gasolina. La Figura 8 muestra las ventajas del sistema híbrido de hidrógeno en términos de salida de energía máxima. Nuevamente, con supercarga aumentada, es decir, las curvas 820 (100% de supercarga), 830 (40% de supercarga), 840 (20% de supercarga) y 850 (0% de supercarga) , la salida de energía del tren de energía excede el" motor aprovisionado con gasolina, curva 810. Con supercarga superior a 40%, las características productoras de energía del motor a hidrógeno y transmisión híbrida modular complementan entre sí más de la escala de velocidad de operación del tren de energía. La combinación del motor de combustión interna aprovisionado con hidrógeno con la transmisión híbrida modular permite de esta manera funcionamiento de energía mejorado en comparación con el motor activado por gasolina convencional, pero con emisiones de C02 substancialmente reducidas y solamente una fracción de hidrocarburo y emisiones de óxido nitroso. Además, la combinación permite la funcionalidad híbrida "completa", v.gr., arranque/detención de motor, intensificación de motor, frenado regenerativo (recuperación cinética) e impulsión eléctrica, que reduce además emisiones y mejora la economía de combustible. La Figura 9 muestra un diagrama esquemático de bloque de un vehículo 900 híbrido de motor de combustión interna aprovisionado con hidrógeno de ejemplo de conformidad con la presente invención. El vehículo incluye un motor 902 de combustión interna de 2.3L supercargado, aprovisionado con hidrógeno con regulador electrónico, un sistema 904 de transmisión híbrida modular sin convertidor interno con un motor/generador eléctrico de 25 kW y electrónicas 905 .de energía correspondiente, una batería 906 de ion de litio de 280 voltios, un sistema 908 de almacenamiento de gas de hidrógeno comprimido, y sensores 910 de detección de hidrógeno correspondiente. El vehículo incluye varios módulos de control, que se pueden implementar separadamente o juntos en uno más dispositivos microprocesadores a bordo que comunica a través de una o más redes de comunicaciones a bordo de alta velocidad, incluyendo pero no limitado a un controlador 91°2 de sistema de vehículo (VSC) , un control de motor y módulo de inyección de combustible (ECM/FIM) 914, un módulo 916 de dirección de ayuda de energía eléctrica (EPAS), un módulo 918 de control de transmisión (TCM) , un módulo 920 de control de batería (BCM) y un módulo 922 de administración de hidrógeno. El TCM 918 lee entradas del vehículo, tales como posición de pedal, posición de PRNDL, velocidades (v.gr., entrada de transmisión, salida de transmisión, velocidades de engranaje de transmisión, motor, etc.), par de torsión y presiones de máquina y motor (v.gr., embrague de avance/reversa (fwd/rev) y línea) para controlar la presión en las diversas solenoides de recubrimiento (VFS) y bomba eléctrica pequeña. De preferencia TCM 918 también controla lanzamiento de vehículo, desconexión de motor-rueda, acoplamiento, arranque de motor, oscilación de línea de impulsión durante vuelta dentro/fuera y desplazamiento de engranaje de transmisión. Los tanques de combustible en una modalidad pueden ser barreras de presión de aluminio con un alojamiento estructural de fibra de carbono clasificado para una presión de operación de 351.50 a 703 kg/crrí (5000 a 10,0000 psi) . Las Figuras 10 y 11 muestran vistas isométricas de un tren 1000 de energía híbrido de hidrógeno y disposición del mismo en un vehículo 1100 híbrido de hidrógeno. El vehículo 1100 híbrido de hidrógeno incluye el motor 902 de combustión interna y sistema 904 de transmisión híbrida modular construido y dispuesto dentro del motor o compartimento delantero del vehículo 1100. Los dispositivos de almacenamiento de energía, incluyendo batería 906 de alto voltaje y tanques 1112, 1114 y 1116 de almacenamiento de hidrógeno y alojados en el compartimento de almacenamiento o posterior del vehículo 1110. Alternativamente, uno o más de los tanques de almacenamiento o batería se pueden alojar en una sección media del vehículo, por ejemplo debajo del asiento de pasajero o bandeja de piso del vehículo 1100. Haciendo referencia nuevamente a la Figura 10, los componentes clave del tren de energía híbrido de hidrógeno incluyen un conjunto 1010 accesorio de extremo frontal, un conjunto 1028 supercargador centrífugo, rieles 1030 y 1032 de combustible doble, un motor 1040 de tracción eléctrica, conjunto 1042 de válvula hidráulica, y módulo 1044 de electrónicas de energía y control. El motor 1040 de tracción eléctrica es nominalmente un motor de inducción de energía continua de 25 kW cresta / lOkW , pero puede ser dimensionado consecuentemente dependiendo del peso del vehículo, aplicación u otros criterios de diseño conocidos y apreciados en el ramo. Otros componentes clave y disposiciones de los mismos se muestra en la Figura 11 e incluye un interenfriador 1102 de aire a aire, un interenfriador 1104 de aire a acondicionador de aire, la batería 906 de alto voltaje, conjuntos 1108 y 1110 de entrada y salida de enfriamiento de batería, los tanques 1112, 1114 y 1116 de almacenamiento de hidrógeno, y receptáculo 1118 de aprovisionamiento de hidrógeno. Los tanques de hidrógeno en una modalidad almacenan gas de hidrógeno comprimido, por ejemplo a 351.5 o 703 kg/cm2 (5000 o 10,000 psi) . Sistemas de almacenamiento alternativos incluyen sistemas de liquido superaislado y de almacenamiento de hidruro de metal . El vehículo incluye demás un sistema de ventilación (no mostrado) para ventilación activa y pasiva de gas de hidrógeno, que se describe en la Patente de E.U.A. No. 6, 446, 616, que también es de propiedad del presente cesionario y se incorpora por la presente por referencia en su totalidad. Por la naturaleza del tren 1000 de energía híbrido de hidrógeno que tiene una relación de compresión superior, un régimen de quemado de combustible más rápido, un supe cargador, motor eléctrico y ventilación activa y pasiva, el vehículo 1110 y componentes del mismo tienden a producir niveles elevados de ruido, vibración y dureza (NVH) en comparación con los vehículos impulsados por gasolina no híbridos convencionales. El conjunto 1010 FEAD, que incluye la polea 1012 de cigüeñal, la polea 1014 de bomba de agua, la polea 1016 de supercargador, el tensador 1018 de banda, el primer guiado 1020, polea 1022 de acondicionamiento de aire, segundo guiado 1024 y banda 1026, por ejemplo se optimiza para reducir al mínimo la NVH. La polea de supe cargador 1016 incluye un embrague unidireccional que permite al supercargador 1028 girar libremente en una dirección de manera de impedir deslizamiento de banda y reducir al mínimo "chillido" de banda. Este sistema de embrague es similar a un embrague que se describe en la Patente de E.U.A. No. 5,669,336, que también es de propiedad del presente cesionario y se incorpora por la presente por referencia en su totalidad. La banda 1026 que tiene un coeficiente inferior (o superior) de fricción también reduce el chillido de banda. La polea 1012 de cigüeñal, también optimizada para reducir el NVH, incluye una disposición de amortiguador doble de material de caucho suave y duro para amortiguar diferentes frecuencias de ruido. El tensador 1018 de banda es nominalmente un tensador de "lado flojo" que tiene un amortiguamiento superior y está colocado de manera de reducir el recorrido de tensador y ruido de "palmada" de FEAD. Para reducir adicionalmente el NVH, el motor 902 y el sistema 904 de transmisión están rodeados o alojados por materiales de absorción de sonido. Una primera barrera hecha de uno o más materiales de absorción de sonido, tal como Thinsulate u otros materiales de espuma, por ejemplo, se puede usar entre el motor y los compartimentos de pasajeros. Una segunda barrera en la forma de un recubrimiento de cofre de espuma también se usa para suprimir ruido. Todavía adicionalmente, una tercera capa dispuesta como una ^bandeja central" de supercargador se puede usar para reducir el ruido radiado por el supercargador. En una modalidad, la bandeja central está construir de un material de metal de lámina y recubierto con espuma esculpida para reducir la fuga de ruido radiada desde el conjunto 1028 de supercargador. Opcionalmente, los sistemas de admisión y descarga del motor de combustión interna se pueden diseñar para reducir adicionalmente el ruido. Por ejemplo, un silenciador 1120 tubular sintonizado a 87 Hz empacado en una área de túnel de cuerpo inferior del vehículo puede reducir el ruido tanto como 2 dB. Un resonador Helmholtz (ver 491 en la Figura 4) sintonizado a 133 Hz instalado entre la caja de aire y supercargador se puede usar para reducir al mínimo el ruido de admisión. Estos y otros métodos conocidos en el ramo se pueden usar para reducir al mínimo el ruido que emana de los sistemas de admisión y descarga del tren de energía híbrido a hidrógeno.

Claims

REIVINDICACIONES 1. - Un tren de energía, que comprende: un sistema generador de energía primario para generar un par de torsión de impulsión primario, el sistema de energía primario teniendo un motor de combustión interna aprovisionado con hidrógeno que opera con una mezcla delgada de combustible de gasolina e hidrógeno, el motor de combustión interna teniendo cuando menos un dispositivo intensificador de carga de aire para aumentar el par de torsión de impulsión primario a una escala de velocidades de operación del tren de energía; y un sistema generador de energía secundario que tiene cuando menos un dispositivo generador de par de torsión eléctrico para generar un par de torsión de impulsión secundario, el sistema generador de energía secundario estando construido y dispuesto de manera que el par de torsión de impulsión secundario complemente el par de torsión de impulsión primario intensificado a través de cuando menos una escala de baja velocidad de operación del tren de energía.
2. ~ Un tren de energía de conformidad con la reivindicación 1, en donde el sistema de generación de energía primario comprende cuando menos un dispositivo de interenfriamiento .
3. - Un tren de energía de conformidad con la reivindicación 1, en donde el sistema de generación de energía primario comprende un interenfriador de etapa doble .
4. - Un tren de energía de conformidad con la reivindicación 1, en donde el sistema de generación de energía primario comprende un conjunto accesorio de extremo frontal optimizado para reducir ruido, vibración y aspereza (NVH) asociados con el tren de energía.
5. - Un tren de energía de conformidad con la reivindicación 1, en donde el sistema de generación de energía primario está protegido con una barrera de absorción de sonido para reducir el NVH que emana del dispositivo cargador de aire.
6. - Un tren de energía de conformidad con la reivindicación 1, en donde el sistema generador de energía secundario comprende un motor/generador eléctrico.
7. - Un tren de energía de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además un embrague de desconexión dispuesto entre el sistema de energía de generación primario y el sistema de generación de energía secundario para acoplar y desacoplar el sistema de generación de energía primario del sistema de generación de energía secundario y para transferir el par de torsión de impulsión primario intensificado a través del sistema de generación de energía secundario.
8. - Un tren de energía de conformidad con la reivindicación 7, en donde el embrague de desconexión comprende un conjunto de embrague húmedo.
9. - Un tren de energía de conformidad con la reivindicación 7, en donde el embrague de desconexión comprende un conjunto de embrague seco.
10. - Un tren de energía de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además un sistema de transmisión de energía acoplado a la salida del sistema de generación de energía secundario para recibir una combinación del par de torsión de impulsión primario intensificado y el par de torsión de impulsión secundario, la combinación del par de torsión de impulsión primario intensificado y el par de torsión de impulsión secundario teniendo un par de torsión mejorado característico a través de cuando menos la escala de velocidad de operación baja del tren de energía.
11. - Un tren de energía de conformidad con la reivindicación 10, en donde el sistema de transmisión de energía es una transmisión manual.
12. - Un tren de energía de conformidad con la reivindicación 10, en donde el sistema de transmisión de energía es una transmisión automática.
13. - Un tren de energía de conformidad con la reivindicación 10, en donde el sistema de transmisión de energía es una transmisión continuamente variable.
14. - Un tren de energía de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además: un embrague de desconexión dispuesto entre el sistema de energía de generación primario y el sistema de generación de energía secundario para acoplar y desacoplar el sistema de generación de energía primario del sistema de generación de energía secundario y para transferir el par de torsión de impulsor primario intensificado a través del sistema de generación de energía secundario; y un sistema de transmisión de energía acoplado a la salida del sistema de generación de energía secundario para recibir una combinación del par de torsión de impulsión primario intensificado y el par de torsión de impulsión secundario, la combinación del par de torsión de impulsión primario intensificado y el par de torsión de impulsión secundario teniendo un par de torsión mejorado característico a través de cuando menos la escala de baja velocidad de operación del tren de energía, el sistema de generación de energía secundario, el embrague de desconexión y el sistema de transmisión de energía estando empacados como un sistema de transmisión híbrido modular.
15. - Un vehículo que comprende: un sistema de almacenamiento de hidrógeno para almacenar combustible de hidrógeno; un motor de combustión interna aprovisionado con hidrógeno acoplado al sistema de almacenamiento de hidrógeno, el motor de combustión interna operando con una mezcla delgada de combustible de gas de hidrógeno, la combustión internas aprovisionada con hidrógeno teniendo cuando menos un dispositivo de intensificación de carga de aire para aumentar el par de torsión de impulsión primario principalmente a través de una escala de velocidad de operación amplia; un dispositivo de almacenamiento eléctrico; y un motor/generador eléctrico acoplado al dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica para generar un par de torsión de impulsión secundario para el vehículo y para recuperar energía eléctrica para almacenamiento en el dispositivo de almacenamiento eléctrico, el motor/generador eléctrico estando construido y dispuesto de manera que el par de torsión de impulsión secundario complementa el par de torsión de impulsión primario intensificado a través de cuando menos una baja escala de velocidad de operación.
16.- Un vehículo de conformidad con la reivindicación 15, en donde el sistema de almacenamiento de hidrógeno comprende un sistema de almacenamiento de gas de hidrógeno comprimido.
17.- Un vehículo de conformidad con la reivindicación 15, en donde el sistema de almacenamiento de hidrógeno comprende un sistema de almacenamiento de liquido .
18. - Un vehículo de conformidad con la reivindicación 15, en donde el sistema de almacenamiento de hidrógeno comprende un sistema de almacenamiento de metal sólido.
19. - Un vehículo de conformidad con la reivindicación 15, en donde el sistema de almacenamiento de hidrógeno está dispuesto en una porción posterior o media del vehículo.
20. - Un vehículo de conformidad con la reivindicación 15, en donde el dispositivo de almacenamiento eléctrico comprende una batería.
21.- Un vehículo de conformidad con la reivindicación 15, en donde el dispositivo de almacenamiento eléctrico comprende un ultracapacitor .
22. - Un vehículo de conformidad con la reivindicación 15, en donde el dispositivo de almacenamiento eléctrico está dispuesto en una porción posterior o media del vehículo.
23. - Un vehículo de conformidad con la reivindicación 15, que comprende además: un embrague de desconexión dispuesto entre el motor de combustión interna y el motor/generador eléctrico para acoplar y desacoplar el motor de combustión interna del motor/generador eléctrico y para transferir el par de torsión de impulsión primario intensificado a través del motor/generador eléctrico; y un sistema de transmisión de energía acoplado a la salida del motor/generador eléctrico para recibir una combinación del par de torsión de impulsión primario intensificado y el par de torsión de impulsión secundario, la combinación del par de torsión de impulsión primario intensificado y el par de torsión de impulsión secundario teniendo un par de torsión mejorado característico a través de cuando menos una escala de baja velocidad de operación.
24. - Un vehículo de conformidad con la reivindicación 23, en donde el motor de combustión interna, el motor/generador eléctrico, el embrague de desconexión y el sistema de transmisión de energía están dispuestos en una porción delantera del vehículo.
25. - Un vehículo de conformidad con la reivindicación 23, en donde el motor/generador eléctrico, el embrague de desconexión y el sistema de transmisión de energía se empacan como un sistema de transmisión híbrido modular .
26. - Un vehículo de conformidad con la reivindicación 25, en donde el motor de combustión interna y el sistema de transmisión híbrido modular están dispuestos en una porción delantera del vehículo.
27. - Un vehículo de conformidad con la reivindicación 15, qué comprende además cuando menos una barrera de absorción de sonido en la cercanía del motor y el sistema de transmisión híbrida modular.
28. - Un vehículo de conformidad con la reivindicación 15, que comprende además un sistema de ventilación de hidrógeno.
29. - Un método para operar un vehículo híbrido que tiene un motor de combustión interna aprovisionado con hidrógeno, que comprende: generar un par de torsión de impulsión primario para el vehículo usando una mezcla delgada de combustible de gas de hidrógeno, aumentar el par de torsión de impulsión primaria principalmente a través de una escala de velocidad de operación elevada; generar un par de torsión de impulsión secundario de modo que el par de torsión de impulsión secundario complemente el par de torsión primario intensificado a través de cuando menos una escala de baja velocidad de operación; transferir selectivamente una combinación del par de torsión de impulsión primario intensificado y el par de torsión de impulsión secundario, la combinación del par de torsión de impulsión primario intensificado y el par de torsión de impulsión secundario teniendo un par de torsión mejorado característico a través de cuando menos la escala de velocidad baja de operación.
30.- Un método para cambiar el régimen de entrega de combustible para un motor de combustión interna aprovisionado con hidrógeno que tiene inyectores de combustible impulsados que incluye, para cada cilindro, un inyector de combustible de bajo flujo y un inyector de combustible de alto flujo, que comprende los pasos de: aumentar el régimen de entrega de combustible aumentando la anchura de impulso del inyector de bajo flujo hasta que el régimen de flujo ha alcanzado un valor de traslape; operar el inyector de flujo elevado a un régimen que se acerca al valor de traslape; y simultáneamente disminuir la anchura de impulso para el inyector de bajo flujo de modo que el flujo total de los inyectores de flujo elevado y bajo sea igual al flujo máximo del inyector de flujo bajo.
31.- Un método de conformidad con la reivindicación 30, que comprende además los pasos de: disminuir el régimen de combustible del régimen de aprovisionamiento superior disminuyendo la anchura de impulso del inyector de régimen elevado de flujo hasta que el régimen de flujo ha alcanzado el valor de traslape; y simultáneamente operar el inyector de flujo bajo al valor de traslape, mientras que se desconecta el inyector de flujo elevado.
32.- Un método para percibir y responder a un encendido que se suscita en el sistema de admisión de un motor de combustión interna de reciprocación aprovisionado con hidrógeno, que comprende los pasos de: percibir un encendido percibiendo la temperatura dentro del sistema de admisión; e interrumpir el combustible de hidrógeno al motor cuando se percibe un encendido.
33. - Un método de conformidad con la reivindicación 32, que comprende además el paso de aumentar el par de torsión de salida de un sistema de impulsión eléctrico asociado con el motor en caso de que el combustible de hidrógeno se interrumpa.
34. - Un método de conformidad con la reivindicación 32, que comprende además el paso de percibir un encendido percibiendo la presión dentro del sistema de admisión del motor.
35. - Un método de conformidad con la reivindicación 32, que comprende además el paso de reasumir el aprovisionamiento del motor con hidrógeno una vez que ha cesado un evento de encendido.