[发明专利]用于油温控制的热电装置

说明书

优先权要求

本申请要求2012年3月8日提交的英国专利申请No.1204083.8的优先权，其全部内容通过参考合并于此用于所有目的。

技术领域

本申请涉及利用热排气中的能量。

背景技术

本公开涉及控制车辆中的机油温度和/或车辆中的发电。具体说，但不限制于此，本发明涉及在混合动力车辆中利用热电装置来控制机油温度和发电。

已知的热电效应是直接转化温度差为电压。热电装置具有“热侧”和“冷侧”并且在每侧有不同温度时产生电压。然而，热电装置也可以以逆模式操作，其中当电压施加于该装置时，该装置产生温度差。

在车辆中使用热电装置用于发电的目的是已知的。冷侧热耦合到热交换器和/或冷却剂源。例如，在Reiners的US 2009/0139207中，排气热施加给热侧，并且冷侧被冷却套冷却，冷却套接收通过热交换器的冷却剂。

车辆中已知的热电装置可以用于发电的目的但不是以逆模式工作。

在冷却剂比机油温度低时实现内燃机的最佳燃料经济性/排放物折衷也是已知的。然而，在发动机正常运转期间，机油温度通常类似于冷却剂温度。为了在机油和冷却剂之间实现较大的温度差，需要向机油输入大量的热。对于典型的小客车，该热量约为几千瓦。

约三分之一的燃料能量是作为排气中的废热而损耗的。这相比最佳油温也是相对高的温度，特别是在发动机暖机时。

当从冷状态起动时，发动机的燃烧效率减小，因为冷汽缸体在压缩冲程中从气缸吸取热。

为了获得最佳燃料经济性改进和对发动机可获得的用于座舱加热的热量，在新欧洲行驶循环（NEDC）中的第一个400秒钟期间超过两千瓦的热输送给机油（对通常以25℃运行的冷车辆进行的测试循环）。而且，混合动力车辆往往具有显著更慢的暖机速率，并且除了减速之外，不能回收废能量。因此希望提供燃料更高效的车辆。希望以低成本方式实现该目的，而不削弱其他功能，如座舱加热、高热注入到散热器等。

发明内容

提高车辆特别是混合动力车辆的暖机速率是令人期望的。根据本发明的第一方面，提供一种车辆发动机，其包括：机油储藏器；适于从发动机去除排气的排气系统：以及具有热侧和冷侧的热电装置，其中该热电装置构造成使得热侧热耦合到来自发动机的排气，而冷侧热耦合到机油储藏器。

本发明描述这样的系统和方法，其通过用热电装置加热油而增加发动机暖机速度，并且用该热电装置利用发动机油和排气之间的温度梯度来发电。本公开描述一种车辆发动机，其包括发动机油储藏器；排气系统；以及具有热侧和冷侧并且连接到电池的热电装置，其中该热电装置构造成使得热侧热耦合到排气系统，而冷侧热耦合到发动机油储藏器。在排气系统中设置分流阀和通道，以选择性地输送排气到位于机油储藏器中或其附近的热电装置。

仅仅根据以下说明或结合附图的详细描述，本发明的上述优点和其他优点以及特征将是显而易见的。

应该理解，上面提供的发明内容是为了以简单的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的构思选择。这并不意味着代表要求保护的主题的关键或基本的特征，要求保护的主题的保护范围由具体实施方式后的权利要求唯一地限定。而且，要求保护的主题不限于解决上面指出的或本发明任何部分中指出的任何缺点的实施。而且，本发明人已经认识到这里指出的缺点，但不认为它们是已知的。

附图说明

图1是根据本发明的发动机系统的示意图。

图2是描述本发明的方法的高水平流程图。

具体实施方式

本发明使热能够传递给机油从而增加总体车辆燃料经济性，同时还发电。这对于在寒冷气候中由于暖机和高电力需求而具有很差的燃油经济性的车辆是特别有益的。而且，混合电动车辆的延长的暖机时间可利用本发明的目的减少。当不需要热时，不需要额外的系统冷却以避免损坏，并且因此车辆冷却系统没有额外的负担。

图1示出包括发动机12的车辆发动机系统10。燃料在空气中的燃烧发生在发动机12的上部14，燃料的燃烧产生废气。提供排气系统20以从发动机12除去排气，虽然一部分排气可通过排气再循环系统循环返回到发动机气缸以减少排放物，但是至少一部分排气经排气管22排入大气。

发动机下部16设置机油储藏器或底壳18。底壳18中的机油向上泵送并且在机油在重力作用下向下流动以再次聚集在底壳18中之前用于润滑上部14中的发动机的运动部件。