[发明专利]用于在汽车中产生电能的装置和带有这种装置的汽车

说明书

本发明涉及一种在汽车中产生电能用的方法。

现代的汽车配有一个或多个保障汽车运行的、存储能量以及把能量 进一步引导到汽车的其他装置用的子系统。属于这些子系统的，例如有 保障向内燃机喷射燃料的共轨喷射系统、保障汽车制动器和其他装置的 压缩空气系统和使汽车的提升装置可以动作的液压系统。上述系统往 往，例如以热量的形式或者以节流点上压降的形式向其环境释放所贮存 的能量，以防止各系统过载和损坏。

现用共轨系统的示例阐述这种能量的释放或系统特有的功率损失。 这种功率损失首先是由加至高压的燃料的卸压引起的。它们出现在共轨 系统中所有的节流点上。例如，这样在共轨系统喷嘴上的接通和持续泄 漏引起节流损失。其他节流损失出现在压力调节阀PCV上。该共轨系 统具有回到燃料箱的回流管路，通过它把来自共轨系统的压缩燃料送回 燃料箱。尽管有带有容积控制阀VCV以及涉及连接和持续泄漏的喷嘴 的封闭调节回路，但在2000巴的系统压力下，回到燃料箱的回流中所 携带的能量可以高达4kW。

在环境温度下回流中燃料的卸压会释放出热量，以此使燃料达到高 温。每1000巴卸压至环境压力水平，在共轨系统节流点上会使燃料被 加热上升约40°至50°K。对于共轨系统中2000巴的系统压力和80℃ 的最高燃料给入温度，这意味着在回流管路节流点上燃料温度高达160 °至180℃。在美国柴油的特定条件下，从约135℃起燃料特性便开始 改变，在燃料输送组件中造成额外的磨损。

为了把上述加入燃料的能量或者一般地说把节流损失减到最小，在 现代的共轨系统中力求采用适合需要的泵输送。这可以借助于轨压力 VCV-闭环调节回路实现。另一方面，采用泄漏少甚至无泄漏的喷嘴。另 外，尝试了用附加的冷却器使燃料保持在允许的温度范围内。

正如上面用共轨系统的示例阐述的，人们至今尝试通过调整各系统 把出现的功率损失减到最小。因为这种可能极受限制，所以总是有相对 大量的能量释放到环境中去，因此，不再可供汽车使用。

因此，本发明的问题是，提供一种使汽车中出现的功率损失变为可 用的装置。

上述问题用按照独立的专利权利要求1的在汽车中产生电能用的装 置解决。另外，上述问题用具有独立专利权利要求4的特征的汽车解决。 本发明的其他有利的配置和进一步扩展可从以下的描述、附图和后附的 权利要求书中看出。

按照本发明的上述装置包括至少一个带有控制装置的微型透平机， 而同时该至少一个微型透平机可以这样地与汽车的能量输送系统，优选 是高压喷射系统和/或液压系统和/或压缩空气系统结合，以便使该能量 输送系统驱动该至少一个微型透平机，以为汽车的系统产生电能。

为能比先有技术更好地利用汽车中贮存能量和/或输送能量的系统 所贮存的能量，并使这个系统的功率损失不再无谓地释放到环境中去， 本发明采用至少一个微型透平机。这个微型透平机，例如是微型化至芯 片大小的发生机，使流动液体的能量转变为旋转运动，然后转换为电能。 微型透平机的概念在“Die Liliput-Maschinen＂(Technology Review，Dec. 2004，p.58-61)一文中描述。根据已知的透平机和发电机技术的微型 化，微型透平机可以集成在汽车现有的能量贮存和能量输送系统中。引 用汽车技术的示例，共轨喷射系统、压缩空气系统、液压系统、冷却系 统或废气系统都属于这些能量贮存和能量输送系统。所有这些系统都有 节流点、过载阀和/或带有快速流动的介质的区域可供使用，在其上出现 功率损失或者系统的能量可利用来驱动微型透平机。节流点的特征在 于，在这里系统中出现各种介质相对较高的流速，现在可以借助于至少 一个微型透平机将其转换为电能。

一个或者多个微型透平机的有效功率足够大时，本发明的一个实施 例可用一个或多个微型透平机代替已知的发电机(Lichtmaschine)。另 外，该至少一个微型透平机产生的电能优选进一步引到蓄电池并存储在 那里。

按照本发明的另一个实施例，该至少一个微型透平机可用控制装置 进行开、关，以便将其引导到高压喷射系统和/或液压系统和/或压缩空 气系统的卸载，其中所释放的能量可由该至少一个接入的微型透平机加 以使用。但或者可以通过关断该微型透平机减轻该高压喷射系统和/或该 液压系统和/或该压缩空气系统的负载。