[发明专利]热管理系统和机动车辆

说明书

本发明示出了热管理系统1，其包含带有用于接收由内燃发动机2产生的废气流4的邻接的废气系统3的内燃发动机2、设置在密闭容器5中的蓄热介质6、设置在废气系统3中用于直接热传递到容器5的热传递装置7以及经由另外的热传递装置8热耦接到容器5的热量提取介质9a、9b。此外，示出了具有这种热管理系统1的机动车辆。

技术领域

本发明涉及一种热管理系统和一种具有这种热管理系统的机动车辆。

背景技术

在混合动力电动车辆(例如所谓的插电式混合动力电动车辆(plug-in hybridelectric vehicle，PHEV))中，动力传动系统包含内燃发动机和电动马达的组合，其组合动力构成动力传动系统的总功率。随着电气化和相应的法律规定的增加，预计总功率中电动马达提供的比例将增加，而内燃发动机的重要性将减小。这是因为对在纯电动行驶模式下能够覆盖50km范围内的至少一个范围的车辆的需求。

电动驱动模式的增加意味着内燃发动机仅间歇地使用，例如增加动力需求。这再次意味着支持内燃发动机的系统(诸如例如发动机冷却系统、润滑系统、废气清洁系统等)冷却并且仅在有限制的情况下可用或者仅在内燃发动机的重新启动时不能充分地实现其功能。

增加的冷启动次数会导致更高的摩擦并且从而导致发动机过早磨损。而且，废气清洁系统的效果在冷态下是不令人满意的，即直到废气清洁系统达到起燃温度其效果才是令人满意的。总的来说，降低了内燃发动机的效率。

为了消除所述问题，DE 10 2011 017 764 A1描述了一种用于具有内燃发动机的机动车辆的蓄热系统。借助于具有第一流体的填充回路，来自内燃发动机的废气的热能从催化转换器传递到蓄热介质。借助于具有第二流体的排出回路，可以根据需要再次提取存储在蓄热介质中的热能。排出回路可以构造为例如内燃发动机的冷却回路或油路，使得内燃发动机可以通过排出回路加热。可以使用潜热蓄热介质作为蓄热介质，该潜热蓄热介质在机动车辆的典型驾驶循环中实现的范围中具有从固态到液态的相变。

这种潜热蓄热介质的缺点是难以处理。由于相变，泵仅可在有限的温度范围内(即在潜热蓄热介质处于液体聚集状态的温度范围内)输送。而且，这些物质通常具有腐蚀作用，因此它们对环境构成风险，并且仅特定材料适合与潜热蓄热介质接触。

此外，由DE 10 2011 017 764 A1已知的蓄热系统的效率相对较低，因为最初必须从排气到第一流体以及从第一流体到蓄热介质进行热传递，以及然后是从蓄热介质到第二流体的热传递。每次热传递都会降低整体效率。此外，催化转化器区域中的热量提取可以影响催化转化器的效率，因为这与温度有很大关系。

发明内容

因此，本发明的目的在于指出可以至少部分地消除上述缺点的可行性。

该目的由独立权利要求的主题实现。从属权利要求包含根据本发明的解决方案的实施例变体。

本发明的基本构思是将热能储存在蓄热介质中并且在需要时使用储存的热能，例如，在重新启动内燃发动机时，用于加热支持系统(诸如发动机冷却系统、润滑系统、废气清洁系统等)。具有高蓄热容量的介质(优选地为潜热蓄热介质)用作蓄热介质。待在支撑系统中加热的介质与蓄热介质直接接触，以使与热传递相关的损失最小化。

由内燃发动机产生的热能可以用作热能的来源。该热能可以从废气流传递到蓄热介质。这具有的优点是废气流中包含的热能可以被利用并且不会被排放到环境中。另外，热能可以被供应到蓄热介质，因为该蓄热介质是电加热的。例如，如果混合动力电动车辆的牵引电池在充电站处充电，则可以进行这种电加热，从而可以从外部供应电能。

蓄热介质设置在密闭容器中，因此不需要在不同的腔之间运输(例如泵送)。因此可以避免蓄热介质不希望的释放。

整个蓄热系统形成为紧凑的布置，因此仅需要很小的安装空间，并且不需要额外的泵、管路、控制装置等。