[发明专利]用于车辆的热管理系统和方法

说明书

车辆的热管理系统可以包括：冷却管路，冷却发动机的冷却剂在该冷却管路中流过；废热回收装置，用于通过操作流体回收从发动机的燃烧室排出的废气的热量；储热装置，储存使用操作流体由废热回收装置回收的废气的热量，并且包括相变材料；冷却剂热交换器，在该冷却剂热交换器中使储存在储热装置中的热量和冷却剂进行热交换；运转信息检测器，用于检测包括冷却剂的温度和相变材料的温度在内的运转信息；以及控制器，用于当车辆启动时，基于冷却剂的温度和相变材料的温度，通过废热回收装置或储热装置来控制冷却剂的温度。

技术领域

本发明涉及一种车辆的热管理系统和方法。

背景技术

通常，在发动机的燃烧室中生成的一些热量传递至气缸盖、气缸体、活塞等。

当这些组件的温度过度增加时，在由金属材料形成的各组件中产生热变形，或者气缸内壁的油膜被损坏，使得出现活塞与气缸体之间的润滑作用退化的热故障。

发动机的这种热故障现象产生例如发动机的燃烧缺陷、爆震、提前点火等异常燃烧，降低热效率以及减少发动机的输出。

相反，当发动机的冷却剂的温度过度降低时，发动机的输出和燃料效率减少。因此，需要适当地控制冷却剂的温度。

特别地，例如在冬季发动机冷启动时，发动机油的粘度增加，使得发动机的输出和效率降低，从而减少燃料效率。另外，由于燃烧室的温度低，所以因燃烧不完全而排出的废气过多。

在本发明背景技术部分中公开的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解，并且可能不被认为是承认或以任何形式暗示该信息形成本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面涉及提供一种车辆的热管理系统，其可以通过在发动机启动时快速升高发动机的冷却剂的温度来提高发动机输出和效率。

此外，本发明的各个方面涉及提供一种车辆的热管理系统，其可以通过基于发动机的运转区域不同地控制冷却剂温度来改善车辆的燃料效率。

根据本发明的示例性实施例的车辆的热管理系统可以包括：冷却管路，冷却发动机的冷却剂在该冷却管路中流动；废热回收装置，用于通过操作流体回收从发动机的燃烧室排出的废气的热量；储热装置，储存使用操作流体由废热回收装置回收的废气的热量，并且包括相变材料；冷却剂热交换器，在该冷却剂热交换器中使储存在储热装置中的热量和冷却剂进行热交换；运转信息检测器，用于检测包括冷却剂的温度和相变材料的温度在内的运转信息；以及控制器，用于当车辆启动时，基于冷却剂的温度和相变材料的温度，通过废热回收装置或储热装置来控制冷却剂的温度。

废热回收装置可以包括：设置在排气管路中的废热交换器，从燃烧室排出的废气流过该排气管路；回收管路，在该回收管路中操作流体在废热交换器与储热装置之间流动；以及回收阀，设置在回收管路中。

废热回收装置还可以包括：储存管路，设置在储存相变材料的PCM壳体与冷却剂热交换器之间，并且操作流体流过该储存管路；以及储存阀，设置在储存管路中。

当相变材料的温度高于冷却剂的温度并且相变材料的温度与冷却剂的温度之间的差值等于或大于预定温度时，控制器可以进行控制，通过打开储存阀，使操作流体和冷却剂在冷却剂热交换器中进行热交换。

当冷却剂的温度高于相变材料的温度并且相变材料的温度与冷却剂的温度之间的差值等于或大于预定温度时，控制器可以进行控制，通过打开回收阀，使废气和操作流体在废热交换器中进行热交换。

当相变材料的温度达到冷却剂的温度时，控制器可以控制回收阀打开，直到相变材料的温度达到充电温度(charging temperature)。

当冷却剂的温度达到预热温度时，控制器可以通过控制废热回收装置和储热装置，基于运转区域来不同地控制冷却剂的温度。