近年来汽车制造商进行了集中的研究和开发以实施和商业化更快的 车辆燃料电池和汽油混合电动车辆(HEV)技术。燃料电池技术利用电化 学转换装置，诸如PEM和固态氧化物燃料电池来产生没有尾管发射物的驱 动力。没有完全消除尾管发射物的汽油混合物可以用当前燃料电池技术成 本的一部分来显著地改良燃料的经济性。
可选地，组合氢动力内燃机以及混合电学功能的优点的动力系已经被 提出。在诸如美国专利申请2002/0098414中，公开了一种具有非常低排放 的混合电动车，具有氢动力内燃机，金属氢化物氢存储单元、电动机以及 镍金属氢化物电池。但是，由于在使用在内燃机中时氢气的较低的功率密 度所导致的问题是动力系在较宽范围的操作速度上传送汽油引擎状性能 的能力问题。之所以如此的原因是氢内燃机通常与贫燃料空气/燃料比例 (fuel-lean air/fuel ratio)来进行操作以保持燃烧的稳定性。
这样，发明人意识到需要将传统的内燃机和HEV技术相适应以利用氢 燃料并且这样实现尾管排放的相当的减小，同时与传统的汽油动力引擎相 比，保持混合功能和性能。

根据本发明的一方面，提供了一种动力系，包括：主动力产生系统， 用于产生主驱动扭矩；辅助动力系统，具有与贫(lean)氢气燃料混合一 起操作的氢燃料内燃机；内燃机，具有至少一个充气助推装置，用于在动 力系的操作速度的范围上增加主驱动扭矩；以及辅助动力产生系统，具有 至少一个电动扭矩产生装置，用于产生辅助驱动扭矩，辅助动力产生系统 被构造和安置这样辅助驱动扭矩在至少动力系的较低的操作速度范围上 补偿被助推的主驱动扭矩。
优选地，分离离合器被设置在主产生动力系统(引擎)以及辅助动力 产生系统(电动机)之间用于将主动力产生系统从辅助动力产生系统脱离 以及配合，以及用于通过辅助动力产生系统传送助推主驱动扭矩。动力传 输系统连接到辅助动力产生系统的输出用于接收助推主驱动扭矩和辅助 驱动扭矩的组合，助推主驱动扭矩和辅助驱动扭矩的组合在至少动力系的 较低的操作速度范围上具有改良的扭矩特性。
由于内燃烧使用低功率密度氢而在贫空气/燃料比率上操作，提供了 增压(supercharging)以助推引擎的输出扭矩。增压改良了在更高的引 擎速度上的性能，但是没有改良在较低的引擎速度上的性能。有利地，电 动机的输出扭矩补充了较低引擎速度上的引擎输出扭矩，这样组合的ICE/ 混合动力系执行更为与传统的汽油动力动力系相似，但是具有基本减小的 碳氢和CO2排放，并且具有混合功能的优点，即，开始/结束、电动模式、 启动协助和动能恢复。
通过利用氢动力HEV动力系，可以实现排放和燃料节省的限制改良， 但是比可比较的燃料电池动力车辆具有更低的成本。由于成本优点的结 果，所要求的氢动力HEV车辆可以产生更大的需求并且这样加速了最终需 要用于氢燃料电池车辆的氢基础结构的发展。
附图说明
本发明将通过示例并参照附图进行详细的说明，其中：
图1是通常的混合动力系系统的表示的示意方框图；
图2a-2c是说明可应用到图1的通常的混合动力系系统表示的不同的 动力传动单元的示例的示意方框图；
图3是根据本发明的典型混合动力系的方框示意图；
图4是使用在图3的混合动力系中的氢燃料内燃烧的实施例的示意图；
图5是使用在图3的混合动力系中的模块混合动力传动系统的实施例 的示意图；
图6包括用于非混合动力系系统的扭矩对速度特征的曲线图；
图7是根据本发明的混合动力系系统的扭矩对速度特征的视图；
图8是根据本发明的用于混合动力系系统的动力对速度特征的曲线 图；
图9是根据本发明的具有氢燃料内燃机和模块混合传动系统的示例的 示意图；
图10是根据本发明的具有氢混合动力系的等矩(isometric)视图；
图11是根据本发明具有氢混合动力系的车辆的等矩视图；
图12是利用氢燃料注射器来改变燃料流动的方法的流程图，所述氢燃 料注射器具有不同的最大流动速率；以及
图13是用于传感根据本发明的氢动力内燃机中的吸入集管逆火 (backfire)的方法的流程图。

图1显示了根据本发明的混合车辆系统100用的通常结构。所述系统 100包括主动力源112、诸如汽油、柴油或者气体燃料供给装置，所述主动 力源112连接到主动力产生系统114，诸如内燃机。主动力产生系统114产 生通过动力传动组件116被传送到车辆的动力传动系统(driveline)128 的驱动扭矩。
动力传动组件116可以是传统的手工、自动或者连续变化的自动传动 装置，或者其它等同的齿轮机构，用于将产生的机械动力传送到主动力产 生系统114。所述系统110还包括辅助动力源118，诸如电池、超电容，水 力蓄力器或者其它能量存储装置，以及辅助动力产生系统120，诸如一个 或者多个电动机械或者其它扭矩产生装置，用于补充通过主动力产生系统 114所传输的驱动扭矩。所述系统还可以包括连接到辅助动力产生系统126 的辅助动力源124，诸如燃料电池系统或者辅助动力单元(APU)，用于提 供额外的驱动扭矩。
根据本发明的实施例，主动力产生系统114是氢燃烧内燃机。氢动力 源112可以包括压缩氢气存储系统，或者诸如金属氢化物存储系统的低压 系统。动力传动组件116将内燃机114和辅助动力产生系统120的输出传送 到车辆动力传动系统128。动力传动组件116优选地是被构造和安置具有辅 助动力产生系统120的无转换器自动传动装置，优选地是集成高压电机/发 电机。有利地，动力传动组件116和辅助动力产生系统120可以被封装为单 个模块混合传动单元122。
图2a-2c显示了能够应用到本发明的典型混合动力系系统的结构。图 2a显示了具有连接到模块混合传动单元204的氢燃料内燃机202的所谓“串 联”混合结构200。模块混合传动单元204包括发电机208，所述发电机208 产生电能，用于通过电动机210和齿轮组212来对车辆驱动轮218提供动力。 电力存储装置206在内燃机产生比需要更多的动力时通过发电机208存储 电能，并在功率要求超过引擎功率输出时通过电机210补充引擎功率。图 2b显示了所谓的“并联”混合结构220，其中模块混合传动单元224通过具 有氢燃料内燃机202、联结装置228以及齿轮组230的第一动力路径和具有 电机/发电机232、联结装置234和齿轮组230的第二动力路径传输动力传动 系统扭矩。在一个实施例中，联结装置228、234可以是相同的装置。图2c 显示了所谓的“并联-串联”结构30，其中模块混合传动单元244包括通 过诸如行星齿轮组电动和/或者机械联结的电机/发电机252、253以将动力 传送到齿轮组250和动力传动系统218。
图3显示了根据本发明的典型混合动力系系统300的方框示意图。所述 系统300包括氢燃料内燃机302，此实施例参照图4在下面进行说明，以及 模块混合动力系统310，其实施例将参照图5在下面进行说明。模块混合传 动系统310包括可以可选地配合和脱离配合以将动力系300作为并联混合 系统来操作的离合器机构。当离合器机构312被配合时，引擎302的扭矩输 出被传送以补充电机/发电机314的扭矩输出，其连接到电池320。当操作 作为电机时，电机/发电机314使用存储在电池320中的电能，并且当操作 作为发电机时，电机/发电机314提供电荷给电池320。
图4显示了用作图3的混合动力系系统一部分的氢燃料内燃机400的示 意图。通过示例但不是限制的引擎400是氢气燃烧、四冲程、端口燃料喷 射内燃机，所述内燃机具有多个气缸402(只有一个被显示)，每个气缸具 有燃烧室410和对应的与连接杆414和曲柄轴416协作的往复活塞412。根据 一个实施例，活塞412被优化用于大约12.2∶1的压缩比并从锻造铝活塞所 构造。活塞412的特征在于基本扁平的活塞头和被优化用于120巴峰值气缸 压力的环形衬垫411。完全浮动、衬套类型活塞销413将活塞412连接到连 接杆414，与相似的汽油引擎连接杆相比，所述连接杆414从4340钢车加工 并缩短以容纳环形衬垫411。
多个凸轮轴组件418、420被分别机械地联结到吸入和排放阀422、424， 其被操作以与各吸入和排放集管相连通。优选地，所述阀422、424包括钨 铬合金(Stellite)保护面和硬化阀座以改良由于氢燃料的减小的润滑而 导致的耐磨性。
被显示一起由参考数字454、456所示的双轨燃料喷射器系统包括高燃 料流速喷射器454(只显示了一个)以及低燃料流动喷射器456(再次只显 示了一个)。优选地是盘形汽油燃料喷射器的喷射器454、456通过引擎控 制模块(ECM)914来控制(参看图9)，其调节从压缩气体、金属氢化物或 者其它氢存储介质的氢燃料的供给。由于氢具有非常宽的燃烧范围，ECM 914名义上操作燃料喷射器454、456以在各燃烧室410中提供贫空气/燃料 混合物。通过示例而不是限制，与具有相似传统汽油动力引擎的大约14.7∶ 1相比，引擎400可以在高速路巡航的过程中以大约86∶1的空气/燃料比例 进行操作。
在贫瘠状态(lean regime)中的引擎400的操作允许燃料效率改良， 而没有预燃或者所谓的引擎“撞击”。在一个实施例中，低流速喷射器456 在较低的引擎速度上被操作，高流速喷射器454在较高的引擎速度上操作。 燃料只在吸入阀422被打开并且排放阀424被关闭时被喷射到各燃烧室410 中。此“后燃料喷射时序”允许在重叠的过程中引入冷却排气阀424的空 气，以最小化逆流而着火/逆火的发生。有利地，“喷射时序的结束”被固 定在180度(吸入冲程的BDC)上，周期20-170度，这样燃料不会在排放 阀被关闭之前被喷射。
燃料喷射器454、456具有部分重叠的流动速率。换言之，用于较高流 动速率喷射器454的最小的可实施的流动速率与较低流动喷射器456的最 大流动速率相等同。这允许燃料传送速率中的较宽的尺寸改变用于在不利 的不连续的情况下被容纳。这通过使用电动控制的喷射器来实现，所述喷 射器被打开可变的时间周期，这样的周期被称为脉冲宽度。此方法被显示 在图12中。相应地，当氢流被增加，如当在方框1214中所设置的问题的回 答是“是”的话，低流动喷射器456的脉冲宽度通过控制器914来增加到方 框1126上的重叠流速值，此时高流动喷射器454将用对应方框1218上的重 叠值的脉冲宽度来操作。同时在方框1218上，低流动喷射器456的脉冲宽 度将被减小，这样来自喷射器组的整个流动将与原先来自低流动喷射器 456的重叠流动速率相同。此后，高流动喷射器454的流动速率可以通过控 制器914来进一步增加，并且低流动速率喷射器的流动速率可以被进一步 减小，直到低流速喷射器456被关闭。在燃料传输从较高燃料速率减小时， 高燃料流速喷射器454的脉冲宽度将在方框1222上减小到重叠值，并且在 方框1224上，低流速喷射器456将在重叠值上操作，同时高流速喷射器456 被同时关闭。
迅速控制氢燃料流动的能力对于具有本发明的动力系系统的至少一 个额外的理由而言是重要的。因为端口喷射氢燃料往复内燃机的吸入集管 中的可能的逆火问题在于特定的操作状态中，引擎400具有安装在吸入压 力通风系统449中的温度和绝对压力(TMAP)传感器447(图4)。
TMAP传感器被使用在用于控制逆火的方法中，如通过图13中的流程图 来说明。逆火典型地导致吸入集管温度的立即增加并且有时也导致压力迅 速增加。在方框1312上，TMAP传感器447连续地传感这些吸入压力通风系 统温度和压力。然后，在方框1314上，引擎控制器914比较用于温度的测 量值(如果需要，压力)和预定的阈值。如果在方框1314上的回答是“否”， 程序只是继续。如果回答是“是”，程序继续到方框1316，其中控制器914 通过将喷射器脉冲宽度设置为0而切断燃料。然后在方框1318上，控制器 914检查来观察传感器和经过的时间是否指示逆火被停止。如果是这样， 提供燃料将在方框1320上继续。在非提供燃料的周期的过程中，电动系统 可以在方框1322上被使用以补偿否则将发生的扭矩不足。当然，电动驱动 协助将只在如果遇到诸如适当的电池充电状态，适当的路速以及其它条件 的不同的条件时可以获得。
火花塞460(只有一个被显示)被电学地联结到点火系统462，优选地 所谓的“coil-on-plug”点火系统，这也通过ECM 914来进行控制。
引擎400还包括至少一个充气助推装置436，诸如离心类型的增压器， 用于增加引擎的动力输出。在本发明的实施例中，离心增压器从引擎的前 端辅助驱动器(FEAD)皮带驱动并名义上在5000rpm的引擎速度上提供 90kpa(gage)助推。但是增压具有加热吸入空气的不利效果并且这样使 得引擎更为易于预燃。这最终限制了引擎的动力输出。由此，为了最小化 空气加热，双阶段(dual stage)互冷系统被提供，如在美国专利申请 No.09/683,072中所描述，这由本转让人所有并由此并入以供参考。双阶 段互冷系统包括空气对空气(air-to-air)中间冷却器438，其与增压 器436相连通，以及设置在空气对空气中间冷却器438的下游上的空调对空 气中间冷却器442用于进一步减小空气的温度。名义上，空调对空气中间 冷却器442使用R-134作为冷却介质在较高的助推条件之下操作。
油消耗控制措施被设置以防止自动点火并基本减小碳基和有毒氧化 物排放。相应地，气缸402被车加工，使用波纹钢板气缸钻头珩磨，以优 化气缸壁的几何形状。环形衬垫411中的活塞环的端部间隙被优化用于增 加的压力和可靠性，阀杆密封件最小化所拉动的油并改良抗磨损。
并入分离器452和止回阀446、448以及文氏管434的曲轴箱正压通风 (PCV)系统也被包括以将油蒸汽从曲柄箱气体中移除。这样的系统在美 国专利No.6,606,982中进行了说明，其由本发明的受让人所拥有并由此并 入以供参考。PCV系统是发射控制系统，其设计用于从曲柄箱和提取被燃 烧和部分燃烧的气体并重新燃烧它们，并且特别地可以与加压/真空引入 系统来使用以提供改良的油/空气分离。
由于贫空气/氢气燃料混合物、增压和中间冷却的结果，图4的引擎400 被优化用于最大的效率，动力和范围。此外，如上所述的油控制措施用于 基本最小化引擎400中的碳氢化合物、NOx、和CO2排放物。
图5显示了根据本发明的典型混合动力系500系统的横截面视图。动力 系500允许“完全”的混合功能，包括引擎开始/停止，引擎助推、再生制 动(动能恢复)以及电动驱动。动力系系统500从左到右包括氢燃料内燃 机400、一体电机发电机(M-G)/分离离合器组件510以及动力传动组件550。 优选地，组件510、550被一起作为“模块混合传动系统”而封装在一起， 这通过图1中诸如参考数字122来识别。模块混合传动系统现在将在下面进 行说明，并且进一步地在美国专利No.6,585,066中进行了说明，美国专利 No.6,585,066由本受让人所拥有并且此处并入以供参考。可选的实施例在 美国专利No.6,176,080中进行了说明，其也通过本受让人所拥有并且此处 并入以供参考。
参照图5，集成M-G/分离离合器组件510包括设置在氢内燃机400和动 力传动组件512之间的壳体514。通过螺栓或者其它适当的连接装置将壳体 连接至一端上的发动机组499以及至另外一个上的传动壳体552上的壳体。 壳体514用作电动机-发电机的封闭物，“浸油离合器”组件和阻尼组件。 名义上，电动机-发电机是感应型电动机械，具有定子518和转子520和至 少25kW的最大动力输出。但是，电机-发电机的实际尺寸可能依赖于动力 系的功率输出要求和对应的电存储装置的电动功率能力。
替换传统的液压动力扭矩转换器的浸油离合器组件被轴向地安置在 连接到传动壳体的支撑轴承轴522上的转子520之内。离合器组件包括浸油 离合器气缸524用于容纳环形活塞526，所述环形活塞526与气缸524协作以 形成压力腔。压力腔通过多个液压通道(未示出)所供给并用于使得多个 安置在离合器支撑部件530上的离合器板528动作。当离合器板被释放时， 混合动力系500可以在电动模式中操作，因为电机-发电机扭矩只是传输 到传送输入轴542的扭矩。离合器释放时，动力系也可以在动能恢复和再 生制动模式中操作。当离合器板528被配合时，引擎被机械地联结到传送 输入轴542，由此补充在传输输入上的电机-发电机扭矩，如果有的话。当 离合器被配合时，动力系500可以只在引擎模式中操作，或者组合引擎/电 机模式(例如，启动协助)，并且用于开始/停止操作所述引擎的电机-发 电机。
尽管浸油离合器组件是优选的，此处所要求权利的发明也利用干摩擦 元件。但是，浸油离合器组件是优选的，因为其与美国专利No.6,176,080 中所描述的干元件相比，显示了更为稳定的摩擦特征。此外，通过浸油离 合器设计，具有传动流体的电机518、520的喷洒可以冷却电机的端部绕组， 这反过来改良了电机的恒定动力操作。同样，封装成本通过使用衬套而被 减小以安装转子520而不是轴承。
阻尼器组件被提供以最小化来自氢燃料内燃机的扭转振动。所述组件 包括轮轴532、阻尼器驱动板534、阻尼器弹簧536、阻尼器壳体538，以及 曲柄轴驱动板540。如图5中所示，轮轴532与离合器支撑元件530以及阻尼 器驱动板534相连通。反过来阻尼器驱动板534与阻尼器弹簧536相连通， 这被选择或者反过来进一步最小化氢燃料内燃机的扭转振动。反过来阻尼 器弹簧538与阻尼器壳体538相协作，其机械地固定到曲柄轴驱动板540。 曲柄轴驱动板540反过来固定到曲柄轴416。
图5的模块混合传动系统还包括动力传动组件550。通过系统的模块设 计，传动组件550可以是任何人工、自动或者连续的可变传送机构，适于 混合和非混合应用。只是通过示例而不是限制，此处参照图5所描述的传 动组件(通过示例而不是限制)是ZF-Batavia的CD4E 4速自动传动机构的 修改版。其它的传送机构和齿轮布置可以在不影响权利要求的情况下使 用。
动力传动组件550包括液压控制组件554，其设置在传动壳体552的一 侧上。液压控制组件554包括阀室556和电动模块558用于容纳电动开关元 件。与设有传动机构550的不同的离合器装置一起，液压控制组件554被用 于配合和脱离上述的分离离合器组件。在引擎关闭的过程中，集成到阀室 552中的较小的电动泵(未示出)保持所需量的液压至传动组件550。
相对本发明的实施例，传动机构550包括五个独立的离合器/摩擦元件 用于提供至少四个前向驱动齿轮比和一个反向齿轮比：反向齿轮558、直 接离合器560、前向离合器562、低和反向制动器564和断带(break band) 566。每个离合器/摩擦元件558、560、562、564和566通过行星齿轮组568、 570、572和链574来构造以产生如上述美国专利No.6,585,066中详细描述 的前向和反向齿轮比值。所获得的扭矩通过行星齿轮组572被传送到差分 齿轮576，并最终传动到半轴578和580。可选地，额外的或者修改的齿轮 装置被设置在行星齿轮组572的输出部上以提供四轮驱动能力。
这样，非常低排放“并联”混合动力系系统通过将图5的模块混合传 动系统与图4的氢内燃机相组合来实现。动力系用并联混合系统可以只操 作氢引擎或者电动机之一作为动力产生源，或者在提供额外的动力时操作 引擎和电机。混合动力系使得能够实现再生制动功能，所述功能恢复动能 作为电动能量，所述能量否则在制动的过程中将作为热能丧失。在后续的 启动、加速、通过或者爬山操作过程中，诸如被恢复的电能可以被用于(至 少部分地)对车辆提供动力。动力系也使得能够电动车辆模式操作以及引 擎开始/停止。对于引擎启动/停止，例如，引擎可以自动关闭以节省燃料 和低排放。当制动踏板被释放、进行加速、车辆系统控制器无缝地控制电 机以重新启动引擎并重新配合分离的离合器。
现在参照图6-8，其显示了参照图4-5所描述的氢燃料混合动力系系 统的优点。曲线610-650每个显示了在引擎操作速度的较宽范围之上最大 的引擎输出扭矩(Nm)，即在传动输入驱动轴上可获得的曲柄轴扭矩。曲 线610显示了用于传统的2.3L汽油燃料内燃机的扭矩/速度特性。在1000- 5000rpm的操作范围之上，用于汽油燃料内燃机的最大引擎扭矩大约从 160Nm(在1000rpm上)变化到大约210Nm(在4000rpm上)。这表示了从峰值 最大值变化了大约23.8％。通过比较，用于相同的用氢作为燃料的并如图4 所构造的曲线620-650实现了较大的功率输出性能减小。对于没有增压的 氢燃料引擎的曲线650显示了大于120Nm的最大输出扭矩，这与汽油引擎的 210Nm形成对比。尽管增压改良了性能，即，曲线620、630和640分别增压 了100％、40％和20％，增压的优点在2500rpm之下不是很明显。“％增压 (或者助推)”此处指的是％上述大气压，助推装置对入口充气加压，即， 25％助推是1.25∶1的压力比率或者助推是14.7psi*1.25＝18.3psi。在 2500rpm之上，只有100％的增压情况(曲线620)最靠近汽油引擎性能。 对于100％增压，在1000-5000rpm范围之上的峰值最大值的变化百分比是 大约57.4％((202-85.66)/(202*100))。特别地，对于较低的操作速度 范围，即，在2500rpm之下，引擎的最大扭矩输出与在更高的速度之上， 即5000rpm，的输出相比显著减小。
尽管贫空气/燃料操作的组合，增压和中间冷却优化了氢引擎的性能， 功率输出与传统的汽油燃烧内燃机相比显著地减小。减小的性能特别在引 擎的较低的操作速度上特别明显，此处增压的益处并没有完全实现。此性 能的缺陷，特别在动力系操作速度在2500rpm之下时基本被通过使用参照 图3-5所描述的氢混合动力系所克服。
图7显示了参照图3-5所描述的氢混合动力系的最大的输出扭矩特 征。曲线720-750显示了在动力系操作速度的较宽范围之上在传动输入驱 动上可获得的最大的扭矩。最显著的是，部分由于电动机发电机的较低速 度性能特征，扭矩性能对于操作速度在2500rpm之下极大地改良。并且， 当在超过40％的水平上增压时，对于操作速度大于2500rpm时性能极大改 良。对于100％增压，在1000-5000rpm之上从峰值最大值的百分比变化是 大约21％，这可与传统的汽油燃料引擎相比。此外，平均最大输出与汽油 的情况相比增加。
图8显示了就最大动力输出而言的氢混合系统的优点。再次地，随着 增压的增加，即曲线820(100％增压)、830(40％增压)、840(20％增压) 和850(0％增压)，动力系的功率输出超过了汽油燃料引擎曲线810。当增 压超过40％，氢引擎和模块混合传动的功率产生特征在动力系的操作速度 范围之上彼此互补。
这样模块混合传动机构和氢燃料内燃机引擎的组合允许了功率性能 与传统的汽油动力引擎相比得到改良，但是具有相当减小的CO2排放和只 有一部分碳氢化合物和氮氧化物排放。此外，所述组合允许“完全”的混 合性能，即，引擎启动/停止、引擎助推、再生制动(动能恢复)以及电 力驱动，这进一步减小了释放并改良燃料经济性。
图9显示了根据本发明的典型氢燃料内燃机的方框示意图。所述车辆 包括氢燃料、具有电动节流阀的增压2.3L内燃机902，具有25kW电机/发电 机的电动无转换模块混合传动系统904以及对应的动力电子器件905，280V 的锂离子电池906，压缩氢气存储系统908以及对应的氢检测传感器910。 车辆包括几个控制模块，这可以单独或者一起在一个或者多个高速板上通 信网络上实施，包括但是不限于车辆系统控制器(VSC)912，引擎控制和 燃料注射模块(ECM/FIM)914，电功率协助引导(EPAS)模块916，传动 控制模块(TCM)918，电池控制模块(BCM)920以及氢管理模块922。TCM 918从车辆读取输入，诸如踏板位置，PRNDL位置，速度(例如，传动输入、 传动输出、传动齿轮速度、引擎等)，引擎和电机扭矩和压力(例如，fwd/rev 离合器和线)以控制不同的衬垫螺线管(VFS)和小电动泵。优选地，TCM 918也控制车辆启动、引擎-轮分离、配合、引擎启动、在插入/拔出 (tip-in/out)和传动齿轮变速的过程中的动力传动系统振荡。对于额定 操作压力5000-10,000psi，一个实施例中的燃料箱可以是铝压力障碍物 (barrier)，其具有碳纤维结构壳体。
图10、11显示了氢混合车辆1100中的氢混合动力系1000和安置的立体 图。氢混合车辆1100包括内燃机902和在引擎和车辆1100的前向室之内安 置和构造的模块混合传动系统904。包括高压电池906和氢存储箱1112、 1114和1116的能量存储装置被容纳在车辆1100的存储或者后室中。可选 地，存储箱或者电池之一或者多个可以被容纳在车辆的中间部分内，例如 在车辆1100的底板的乘客座之下。
参照图10，氢混合动力系的关键部件包括前端辅助组件1010、离心助 推器组件1028、双燃料轨1030和1032、以及电动拖动电机1040、液压阀组 件1042、以及动力电子和控制模块1044。电动拖动电机1040名义上是25kW 峰值/10kW连续动力感应电机，但是可以根据车辆的重量、应用或者其它 本领域所公知或者可以理解的设计准则相应地调整尺寸。其它主要部件和 布置被显示在图11中并包括空气对空气中间冷却器1102、空气对空调中间 冷却器1104、高压电池906、电池冷却入口和出口组件1108、1110，氢存 储箱1112、1114和1116，以及氢燃料容器1118。一个实施例中的氢箱存储 被压缩的氢气，例如在5000或者10,000psi上。可选的存储系统包括超绝 缘液体和金属氢化物存储系统。
所述车辆还包括通风系统(未示出)用于主动和被动氢气通风，这在 美国专利No.6,446,616中进行了说明，其也通过本受让人所拥有并且此处 并入以供参考。
由于氢混合动力系1000具有更高的压缩比、更快的燃料燃烧率的属 性，与传统的非混合汽油动力车辆相比，增压器、电机、以及主动和被动 通风、车辆1110和元件趋于产生增高水平的噪音，振动和刺耳性(NVH)。 包括曲柄轴滑轮1012、水泵滑轮1014、增压器滑轮1016、带张紧器1018、 第一惰轮1020、空调滑轮1022、第二惰轮1024和带1026的FEAD组件1100例 如被优化以最小化NVH。增压器滑轮1016包括允许增压器1028自由在一个 方向滚动的单向离合器以防止带打滑并最小化带“振动”。此离合器系统 与在美国专利No.5,669,336中描述的离合器相似，所述专利也是本受让人 所有并且此处并入以供参考。具有较低(或者更高)的摩擦系数的带1026 也减小带振动。也优化以减小NVH的曲柄轴滑轮1012包括软和硬橡胶材料 的双阻尼器布置以阻尼不同的噪音频率。带张紧器1018名义上是具有更高 阻尼的“松散侧”张紧器并被安置以减小张紧器运动和FEAD“敲击”噪音。
为了进一步减小NVH，引擎902和传动系统904通过噪音吸收材料包围 或者封装。有一个或者多个吸音材料所制造的第一障碍物诸如Thinsulate 或者其它泡沫材料，例如可以被用于引擎和乘客室之间。泡沫罩衬垫形式 的第二障碍物也可以被用于抑制噪音。另外，被安置作为增压器“腹部盘” 的第三层可以被用于减小通过增压器所产生的噪音。在一个实施例中，腹 部盘从板金属材料所构造并与雕刻泡沫对齐以减小从增压器组件1028所 发出的噪音泄漏。
可选地，内燃机的吸入和排放系统可以被设计以进一步减小噪音。例 如，封装在车辆的下体管道区域中被调到87Hz的管状消声器1120可以减小 2dB噪音。安装在空气和盒增压器之间被调到133Hz的亥姆霍兹共振器(参 考图4中的491)可以被用于最小化吸入噪音。本领域的这些和其它方法可 以被用于最小化从氢混合动力系的吸入和排放系统所发出的噪音。