[发明专利]用于具有乘客车厢的道路车辆的传热系统及其提供传热的方法

说明书

本发明提供了一种用于具有乘客车厢的道路车辆的传热系统。主支路包括主冷却剂泵和主动力装置。辅助支路包括辅助冷却剂泵、辅助热源和车厢热交换器。当接收低于第一温度的冷却剂时，温控多通阀将冷却剂从阀入口基本上只导至第一阀出口。当接收高于第二温度的冷却剂时，该阀将冷却剂从阀入口基本上只导至第二阀出口。阀入口被连接以接收来自主支路或辅助支路的冷却剂。第一阀出口配置为使冷却剂返回与阀入口连接的相同支路。第二阀出口被配置为将冷却剂导至未与阀入口连接的另外支路。

技术领域

本发明一般涉及用于运输车辆的集成的发动机冷却及车厢加热系统，更具体而言，其涉及一种使冷却剂循环的方法和装置。

背景技术

在历史上，内燃机驱动的运输车辆产生了足够的来自燃烧的余热，以提供在寒冷天气中加热乘客车厢所需的所有热量。考虑到法规和更高燃料经济性、更低排放的市场需求，全球汽车市场正在迅速发展，以需求使用替代燃料的车辆和具有更高效率（更低余热）的发动机。现代的高能效车辆，例如，电动、混合动力、燃料电池、柴油发动机、小排量汽油发动机车辆对车厢加热提出了挑战。在很多情况下，利用例如燃料控制的加热器、正温度系数（PTC）冷却剂加热器或余热回收系统的辅助加热装置，以提高流至车厢热交换器（即，加热器芯）的冷却剂的温度。插电式混合动力车辆尤其需要辅助加热装置，因为当通过电池供电系统推进车辆时，内燃机关闭且不能产生热量。

为了在车辆推进或动力系统的所有运行模式下向车厢热交换器提供加热的冷却剂，一种已知的可再配置的冷却剂回路（loop）是，使用电控阀以根据内燃机或其它部件是否活动而使它们被绕过或包括在活动冷却剂流中。在冷却系统体系结构的一个实例中，冷却剂流可以被配置为用于基于辅助的车厢加热的两（双）回路，或用于基于发动机的加热一个组合回路。第一回路可以包括主能源（动力装置）、主冷却剂泵以及其它的主热交换装置（例如，散热器或其它散热片、脱气装置、机油冷却器/加热器、EGR 冷却器或涡轮增压中冷器）。第二回路可以包括辅助加热装置、车厢热交换器以及辅助冷却剂泵。因为更少量的冷却剂被泵送和加热，并且它的热量没有流失到主动力装置或其相关装置，所以这种双回路配置允许辅助加热装置使用更少的能量并且更迅速地提供车厢加热。

传统的系统需要昂贵的电分流阀、安装支架、紧固件、接线、连接器、保险丝、电子控制器和/或软件的开发，以满足所需的确定冷却剂环路运行模式并实际使冷却剂流转向的功能。期望为冷却剂流的控制和转向提供更具成本效益的解决方案。

发明内容

本发明的传热系统采用多通（例如，二位三通）机械温控分流阀并且在一些实施例中采用单向阀从而避免了对于电子控制器或致动器的需求。例如，车辆的主能源可以是内燃机或燃料电池。辅助加热装置可以是燃料控制的加热器、正温度系数（PTC）冷却剂加热器或余热回收系统。冷却剂环路以混合回路模式运行，其被配置为使得冷却剂以包括主能源、泵、辅助加热装置以及车厢热交换器的一般环路流动。独立回路模式被配置为使得冷却剂流被温控分流阀分成两个环路。一个独立环路包括：主能源、主冷却剂泵以及其它相关的散热片或脱气装置。第二个独立环路包括：辅助加热装置、车厢热交换器以及辅助冷却剂泵。通常通过与温度比例地显出位移的材料，或通过诸如蜡的可以具有额外的弹力用于阻抗和\或校准的相变材料，温控分流阀的密封面被机械致动。根据温控分流阀的位置，可以利用单向阀强制流动通过辅助加热装置和车厢热交换器。此外，还公开了双温感和自适应控制阀。