Vehículo eléctrico híbrido con accionamiento del motor de tracción distribuido entre la batería y la fuente auxiliar dependiendo del estado de carga de la batería.

Un metodo para hacer funcionar un vehiculo (10) electrico hibrido que obtiene al menos parte de su esfuerzo detraccion desde una fuente (16) auxiliar,

que comprende las etapas de:

en los modos de funcionamiento de dicho vehiculo (10) diferentes de un estado de frenado, proporcionarenergia a un motor (40) de traccion desde una fuente (16) auxiliar, y proporcionar tambien la diferencia entrela demanda de potencia de traccion y el suministro desde la fuente (16) auxiliar de dichas baterias (20), hastala capacidad maxima de dichas baterias (20), cuando dichas baterias (20) estan en un estado de carga quese encuentra entre un primer estado de carga y la carga completa;

en dichos modos de funcionamiento de dicho vehiculo (10) diferentes de un estado de frenado, proporcionarenergia a dicho motor (40) de traccion solo desde dicha fuente (16) auxiliar, cuando dichas baterias (20)estan en un segundo estado de carga, lo que representa sustancialmente un estado de descarga de dichasbaterias; y

en dichos modos de funcionamiento de dicho vehiculo (10) diferentes de un estado de frenado, proporcionarenergia a dicho motor (40) de traccion desde dicha fuente (16) auxiliar, y tambien suministrar energia a dichomotor (40) de traccion desde dichas baterias (20) en una cantidad menor que la capacidad total de dichasbaterias (20), cuando dichas baterias (20) estan en un estado de carga que se encuentra entre dicho estadode descarga y dicho primer estado de carga.

Vehículo eléctrico híbrido con accionamiento del motor de tracción distribuido entre la batería y la fuente auxiliar dependiendo del estado de carga de la batería

Esta invención se refiere a un aparato y un método para hacer que el funcionamiento y las características de funcionamiento de los vehículos eléctricos híbridos sean sencillas y eficaces.

Los vehículos eléctricos híbridos están considerados mayoritariamente como uno de los vehículos poco contaminantes más prácticos. Un vehículo eléctrico híbrido incluye una batería de “tracción” eléctrica que proporciona energía eléctrica para un motor eléctrico de tracción, que a su vez acciona las ruedas del vehículo. El aspecto “híbrido” de un vehículo eléctrico híbrido se encuentra en el uso de una fuente secundaria o suplementaria de energía eléctrica para recargar la batería de tracción durante el funcionamiento del vehículo. Esta fuente secundaria de energía eléctrica puede ser paneles solares, una celda de combustible, un generador accionado por

un motor de combustión interna o, en general, cualquier otra fuente de energía eléctrica. Cuando un motor de combustión interna se usa como la fuente secundaria de energía eléctrica, este es habitualmente un motor relativamente pequeño que usa poco combustible, y produce poca contaminación. Una ventaja concomitante es que un pequeño motor de combustión interna como este puede hacerse funcionar dentro de un intervalo limitado de RPM, de manera que pueden optimizarse los controles de contaminación del motor. Las expresiones “primaria” y “secundaria”, cuando se usan para describir las fuentes de energía eléctrica, se refieren simplemente a la manera en que la energía se distribuye durante el funcionamiento, y no son de importancia fundamental para la invención. Un vehículo simple accionado eléctricamente, alimentado solo por baterías eléctricas, tiene las desventajas de que las baterías pueden llegar a agotarse mientras el vehículo está lejos de una estación de carga de baterías, e incluso cuando un vehículo como este regresa con éxito a su garaje después de un día de uso, las baterías deben

recargarse a continuación. El vehículo eléctrico híbrido tiene la ventaja significativa sobre un vehículo simple alimentado eléctricamente de que el vehículo eléctrico híbrido recarga sus propias baterías durante el funcionamiento, y así no debe, generalmente, requerir ninguna carga externa de la batería. Por lo tanto, el vehículo eléctrico híbrido se puede usar de manera muy similar a un vehículo común alimentado por motores de combustión interna, requiriendo solo la reposición del combustible. Otra ventaja importante del vehículo eléctrico híbrido es su buen rendimiento de combustible. La ventaja en rendimiento de combustible surge del uso del frenado dinámico regenerativo, que convierte la energía cinética de movimiento en energía eléctrica durante al menos una parte del frenado, y devuelve la energía a la batería. Se ha descubierto que las pérdidas de frenado representan aproximadamente la mitad de todas las pérdidas por fricción experimentadas por un vehículo en un marco de tránsito urbano. La recuperación de este 50% de energía, y su retorno a las baterías para su uso posterior, permite

el uso de un generador eléctrico “secundario” accionado por combustible, mucho más pequeño de lo que sería el caso si no se usaran frenos regenerativos. A su vez, la fuente eléctrica secundaria más pequeña da como resultado un gasto de combustible menor por unidad de tiempo, o por kilómetro. Otra ventaja más de un vehículo eléctrico híbrido es que, en muchas condiciones, la potencia que está disponible para acelerar el vehículo es la suma de la potencia máxima que puede suministrarse por las baterías más la potencia máxima que puede generarse por el generador eléctrico secundario. Cuando el generador eléctrico es un motor de combustión interna alimentado por diesel, la combinación de la potencia de la batería y la potencia del diesel puede dar como resultado una fuerza motriz total que es bastante considerable, a pesar del buen rendimiento de combustible. La solicitud de patente europea EP 0 782 941 A1 desvela un método de control para un vehículo híbrido que se impulsa exclusivamente con la energía de una batería en un intervalo de bajo rendimiento, que se impulsa

45 exclusivamente con la energía de un grupo generador en un intervalo de rendimiento medio, y que se impulsa con la energía de la batería y el grupo generador en un intervalo de alto rendimiento. El documento EP 0 645 278 A1 desvela la comparación del voltaje de la batería con un valor predeterminado. En el caso de que el voltaje de la batería sea menor que el valor predeterminado se distingue un estado de carga de la batería. La salida del generador se controla en base a una salida del motor en caso de que el estado de carga muestre al menos un 70%. De otro modo, la salida del generador se controla a un valor relativamente alto y se limita la salida del motor. Cuando el estado de carga se restaura a más del 75%, la salida del generador se controla en base a la salida del motor. Cuando el voltaje de la batería es al menos un valor predeterminado, se realiza un control de marcha lenta de un motor. Aunque los vehículos eléctricos híbridos son ventajosos económica y ambientalmente, estos deben ser algo

55 “infalible”, en que deben ser similares a los vehículos alimentados por combustión interna convencionales, en su funcionamiento y en sus respuestas a la entrada del operador, con el fin de lograr una aceptación generalizada. De acuerdo con un aspecto de la invención, un método para hacer funcionar un vehículo eléctrico híbrido que obtiene al menos parte de su esfuerzo de tracción desde una fuente auxiliar incluye la etapa de, en los modos de funcionamiento del vehículo diferentes de un estado de frenado, proporcionar energía a un motor de tracción desde una fuente auxiliar, y proporcionar también, desde las baterías, la diferencia entre la demanda de potencia de tracción y el suministro desde la fuente auxiliar, hasta la capacidad máxima de las baterías, cuando las baterías están en un estado de carga que se encuentra entre un primer estado de carga y la carga completa. El primer estado de carga es, por supuesto, menor que el estado de carga completa. En el método de acuerdo con este aspecto de la invención, en los modos de funcionamiento del vehículo diferentes de un estado de frenado, el motor

65 de tracción se provee de energía solo desde la fuente auxiliar, cuando las baterías están en un segundo estado de carga, lo que representa sustancialmente un estado de descarga de las baterías. En los modos de funcionamiento del vehículo diferentes de un estado de frenado, se proporciona energía al motor de tracción desde la fuente auxiliar, y también se alimenta con energía desde las baterías, en una cantidad menor que la capacidad total de las baterías, cuando las baterías están en un estado de carga que se encuentra entre el estado de descarga y el primer estado de carga.

En una variante de este aspecto de la invención, un método para hacer funcionar un vehículo eléctrico híbrido que obtiene al menos parte de su esfuerzo de tracción desde una fuente auxiliar, incluye la etapa de, en los modos de funcionamiento del vehículo diferentes de un estado de frenado, proporcionar energía a un motor de tracción desde una fuente de energía eléctrica auxiliar, y proporcionar también al motor de tracción, desde las baterías, y hasta la capacidad máxima de las baterías, la diferencia entre la demanda de potencia de tracción y el suministro desde la

fuente auxiliar, cuando las baterías están en un estado de carga que se encuentra entre la carga completa y un primer estado de carga menor que la carga completa. Otras etapas de acuerdo con esta variante del aspecto de la invención incluyen (a) en los modos de funcionamiento del vehículo diferentes de un estado de frenado, proporcionar energía al motor de tracción solo desde la fuente auxiliar, cuando las baterías están en un segundo estado de carga, segundo estado de carga que representa sustancialmente un estado de descarga de las baterías, y (b) en los modos

de funcionamiento del vehículo diferentes de un estado de frenado, proporcionar energía al motor de tracción desde la fuente auxiliar, y también suministrar energía al motor de tracción desde las baterías, en una cantidad que está aproximadamente en la misma proporción a la... [Seguir leyendo]

1. Un método para hacer funcionar un vehículo (10) eléctrico híbrido que obtiene al menos parte de su esfuerzo de tracción desde una fuente (16) auxiliar, que comprende las etapas de:

en los modos de funcionamiento de dicho vehículo (10) diferentes de un estado de frenado, proporcionar energía a un motor (40) de tracción desde una fuente (16) auxiliar, y proporcionar también la diferencia entre la demanda de potencia de tracción y el suministro desde la fuente (16) auxiliar de dichas baterías (20) , hasta la capacidad máxima de dichas baterías (20) , cuando dichas baterías (20) están en un estado de carga que

se encuentra entre un primer estado de carga y la carga completa; en dichos modos de funcionamiento de dicho vehículo (10) diferentes de un estado de frenado, proporcionar energía a dicho motor (40) de tracción solo desde dicha fuente (16) auxiliar, cuando dichas baterías (20) están en un segundo estado de carga, lo que representa sustancialmente un estado de descarga de dichas baterías; y

en dichos modos de funcionamiento de dicho vehículo (10) diferentes de un estado de frenado, proporcionar energía a dicho motor (40) de tracción desde dicha fuente (16) auxiliar, y también suministrar energía a dicho motor (40) de tracción desde dichas baterías (20) en una cantidad menor que la capacidad total de dichas baterías (20) , cuando dichas baterías (20) están en un estado de carga que se encuentra entre dicho estado de descarga y dicho primer estado de carga.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la energía se suministra a dicho motor (40) de tracción desde dichas baterías (20) en una cantidad que está aproximadamente en la misma proporción a la capacidad total de dichas baterías (20) que la cantidad de carga en dichas baterías (20) en relación con dicha carga completa.