[发明专利]基于动力涡轮能量回馈的发动机主动热管理系统及方法

权利要求书

1.一种基于动力涡轮能量回馈的主动热管理系统，其特征在于，该系统包括总能能量管理单元、动力涡轮控制单元、主动热管理单元和蓄电池管理单元；后三者分别连接至总能能量管理单元进行信号交互；其中： 

总能能量管理单元，实时采集来自主动热管理单元的需求功率和来自动力涡轮控制单元的动力涡轮发电量，以及蓄电池管理单元提供的电池SOC信号，实现该系统内动力涡轮有效供能以及电能高效利用的并联回路分配，进而实现整个能流回路总能效率最大化；将所需的动力涡轮发电量信号传输给动力涡轮控制器，从而通过动力涡轮控制器来调节废气旁通阀开度； 

动力涡轮控制单元，向总能能量管理单元传输动力能量回馈能力，包括动力涡轮的最大发电量P_tm和最优发电量P_to； 

主动热管理单元，用于实时计算热管理系统的需求功率P_c，并将该信息传输给总能能量管理单元； 

以及，蓄电池管理单元，用于向总能能量管理单元提供电池SOC信号。 

2.如权利要求1所述的基于动力涡轮能量回馈的主动热管理系统，其特征在于，所述动力涡轮控制单元进一步包括发动机本体(1)，增压涡轮(2)、动力涡轮(3)、高速发电机(4)、废气旁通阀(5)以及动力涡轮控制器(6)； 

发动机本体(1)经增压涡轮(2)提高输出效率，再连接至废气旁通阀(5)以控制废弃旁通阀开度废气的状态；动力涡轮(3)与高速发电机(4)连接，汲取动能，提供给动力涡轮控制器(6)。 

3.如权利要求1所述的基于动力涡轮能量回馈的主动热管理系统，其特征在于，所述主动热管理单元进一步包括散热器(13)、水泵(12)、风扇(15)、节温器(14)、其对应的驱动电机(11)、(16)、变频器(10以及主动热管理控制器(9)。 

4.水泵(12)驱动冷却水对发动机(1)进行冷却，冷却水流至节温器(14)后， 根据节温器的开度，对冷却水进行分流，一部分直接流回水泵，另一部分流至散热器(13)，风扇(15)转动，使得空气快速流动，从而带走散热器(13)的热量，冷却水散热后流向水泵(12)。 

5.一种基于动力涡轮能量回馈的主动热管理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 

步骤一、由总能能量管理单元读取蓄电池单元传输的电池SOC信号，根据提前设定的电池SOC值上、下限SOC_max，SOC_min进行逻辑判断： 

若电池SOC≥SOC_max，表明电池此刻电量充足，因而进一步判断动力涡轮最优发电量P_to是否大于热管理系统的需求电量P_c；若P_to≥P_c，动力涡轮的发电量为需求电量P_c；反之，则动力涡轮的发电量为最优发电量P_to； 

若电池SOC＜SOC_max，进行下一步判断：电池SOC是否满足SOC≥SOC_min； 

若SOC≥SOC_min，表明当前电池可以进行充电，也可以进行放电；因而动力涡轮的发电量为最优发电量P_to； 

若SOC＜SOC_min，表明当前电池需要充电，因而动力涡轮的发电量为最大发电量P_tm； 

步骤二、确定动力涡轮的发电量P后，进一步确定热管理系统的供电路径； 

步骤三、判断动力涡轮的发电量P≥P_c是否成立： 

若P≥P_c成立，表明动力涡轮发电足够供热管理系统使用，且大于热管理用电需求的部分，用于充电，即实现动力涡轮充电和电池充电； 

若P≥P_c不成立，表明动力涡轮发电量不足以供热管理系统使用，即实现动力涡轮供电和电池供电； 

经过以上的判断及计算后，总能能量控制单元将所需的动力涡轮发电量信号传输给动力涡轮控制器，从而通过动力涡轮控制器来调节废气旁通阀开度。