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通用汽车全球技术运营有限责任公司和密歇根大学就插电式混合动力车和增程电动车中的自由活塞式线性发电机（FPLA）被授予专利。
该动力总成系统包括电能储存系统（类似锂电池组）以及一个牵引电机。混合动力系统中采用一个多个往复自由活塞线性发电机给电池组及牵引电机提供动力。
FPLA单元与一个电控模块相连，再依次与电能储蓄装置和电动机相连。控制模块根据驾驶者的需要和储电设备的储电量来控制汽车的电能和机械能的输出。往复式自由活塞内燃机根据控制模块的指令产生电能。每个FPLA单元由一个气缸和一个两端往复式活塞组成，看图可知当活塞在气缸内做往复运动时，它将气缸分割为两个体积可变的燃烧室。每个汽缸中都配备一个线性交流发电机，包括电线圈和金属线绕组。活塞在气缸做往复运动时，永磁体与线圈绕组间产生感应磁场，而活塞作为导体则在切割磁感线，根据法拉第电磁感应定律，将会产生感应电动势。
适用的燃料包括汽油混合燃料，乙醇混合烃类燃料等。乙醇混合烃类燃料中包括乙醇含量较高的（E80，E85）以及高纯度乙醇燃料（E99）。可代替燃料包括液态或气态的燃料比如高纯度甲醇（M100）、天然气、氢气、沼气、合成气体等。
每个FPLA单元无论在发动机起动或关闭状态都进行工作。在多个汽缸中，至少有一对活塞的速度与在气缸中的位置是一致的，并且由于活塞将气缸分为两个体积不同的燃烧室，则在活塞简谐振动的某一个位置上，发动机的燃烧效率将达到最大，此时的输出功率也将达到最大。这个功率被称为最大输出功率。
利用FPLA单元在发动机动力输出方面就更具灵活性。在该专利描述的一个实例中，系统有两种工作模式第一种：每个FPLA单元共振速度相同，每缸的输出功率都不同。第二种：输出功率可选10千瓦、20千瓦、30千瓦，选定一种功率后再以简谐振动方式输出功率。这种情况下每缸的输出功率相同。
在第一个工作模式中，每个FPLA单元具有不同的输出功率，能够根据发动机状态循序渐进的提高发动机功率。第二个模式中，FPLA单元能够通过对活塞冲程、大小、重量的改变达到不同的额定功率。因此，在这种模式下，四个FPLA单元可以分别以10千瓦、20千瓦、30千瓦、40千瓦的功率运作，这样总功率就达到了100千瓦。 |
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