一種混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收裝置，包括：與所述汽車的發(fā)動機排氣管連通的可控多通路閥門，所述可控多通路閥門的進口與所述發(fā)動機排氣管連通，所述可控多通路閥門的每個出口與一個排氣通路連通，多個所述排氣通路包括與環(huán)境大氣連通的主排氣通路以及至少一個設有氣/水換熱器的換熱排氣通路，所述氣/水換熱器設置在所述換熱排氣通道內(nèi)，且所述氣/水換熱器的入水口與冷水通路的出口連通，所述氣/水換熱器的出水口與熱水通路的入口連通，所述熱水通路的出水口與待加熱設備的入水口連通，所述冷水通路的入水口與所述待加熱設備的出水口連通。本實用新型將高溫尾氣用于對待加熱設備進行加熱，從而達到節(jié)能減排的目的。
【專利說明】一種混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及混合動力汽車相關【技術領域】，特別是一種混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收裝置。

【背景技術】
[0002]在化石燃料日益緊缺和環(huán)境污染日益嚴重的背景下，越來越多的汽車公司開始開發(fā)混合動力汽車，利用可充放電的大功率鋰離子電池包來降低油耗，減少碳氫和顆粒物的排放。然而在低溫環(huán)境下，混合動力汽車的性能會受到很大影響。發(fā)動機在低溫工況會增加油耗，鋰離子電池在低于o°c的環(huán)境中不允許進行充電，否則會降低鋰電池的壽命。
[0003]而現(xiàn)有的汽車，發(fā)動機在工作時排氣溫度很高，尾氣熱量直接排入大氣，造成了能源的浪費。
實用新型內(nèi)容
[0004]基于此，有必要針對混合動力汽車關鍵零件在低溫下需要加熱，而現(xiàn)有發(fā)動機尾氣直接排入大氣造成能源浪費的技術問題，提供一種混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收
>J-U ρ?α裝直。
[0005]一種混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收裝置，包括:與所述汽車的發(fā)動機排氣管連通的可控多通路閥門，所述可控多通路閥門的進口與所述發(fā)動機排氣管連通，所述可控多通路閥門的每個出口與一個排氣通路連通，多個所述排氣通路包括與環(huán)境大氣連通的主排氣通路以及至少一個設有氣/水換熱器的換熱排氣通路，所述氣/水換熱器設置在所述換熱排氣通道內(nèi)，且所述氣/水換熱器的入水口與冷水通路的出口連通，所述氣/水換熱器的出水口與熱水通路的入口連通，所述熱水通路的出水口與待加熱設備的入水口連通，所述冷水通路的入水口與所述待加熱設備的出水口連通。
[0006]進一步的，所述主排氣通路與所述換熱排氣通路連通。
[0007]進一步的，所述換熱排氣通道包括第一換熱排氣通道和第二換熱排氣通道，所述可控多通路閥門為三向四通電動閥門。
[0008]更進一步的:
[0009]所述待加熱設備包括發(fā)動機和電池包；
[0010]所述第一換熱排氣通道內(nèi)的氣/水換熱器作為第一氣/水換熱器，與所述第一氣/水換熱器連通的熱水通路作為第一熱水通路，與所述第一氣/水換熱器連通的冷水通路作為第一冷水通路，所述第一氣/水換熱器的入水口與第一冷水通路的出口連通，所述第一氣/水換熱器的出水口與第一熱水通路的入口連通，所述第一熱水通路的出水口與所述發(fā)動機的入水口連通，所述第一冷水通路的入水口與所述發(fā)動機的出水口連通；
[0011 ] 所述第二換熱排氣通道內(nèi)的氣/水換熱器作為第二氣/水換熱器，與所述第二氣/水換熱器連通的熱水通路作為第二熱水通路，與所述第二氣/水換熱器連通的冷水通路作為第二冷水通路，所述第二氣/水換熱器的入水口與第二冷水通路的出口連通，所述第二氣/水換熱器的出水口與第二熱水通路的入口連通，所述第二熱水通路的出水口與所述電池包的入水口連通，所述第二冷水通路的入水口與所述電池包的出水口連通。
[0012]進一步的，所述可控多通路閥門的控制端與汽車的整車控制器連通。
[0013]進一步的，每個所述熱水通路的出水口通過水泵與所述待加熱設備的入水口連通。
[0014]更進一步的，所述水泵的速度控制端與汽車的整車控制器連通。
[0015]本實用新型通過可控多通路閥門控制與發(fā)動機排氣管連通的排氣通路，由于在換熱排氣通路中設有氣/水換熱器，因此，當其中一個換熱排氣通路與發(fā)動機排氣管連通時，則發(fā)動機排氣管的高溫尾氣會流入該換熱排氣通路，并通過氣/水換熱器對冷水通路輸入的冷水進行加熱，并將經(jīng)過加熱的熱水輸入熱水通路，用于對待加熱設備進行加熱，從而達到節(jié)能減排的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1所示為本實用新型一種混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收裝置的結構模塊圖；
[0017]圖2為VICM整車控制器的控制示意圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0019]如圖1所示為本實用新型一種混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收裝置的結構模塊圖，包括:與所述汽車的發(fā)動機排氣管I連通的可控多通路閥門2，所述可控多通路閥門2的進口與所述發(fā)動機排氣管I連通，所述可控多通路閥門2的每個出口與一個排氣通路連通，多個所述排氣通路包括與環(huán)境大氣連通的主排氣通路3以及至少一個設有氣/水換熱器的換熱排氣通路4，所述氣/水換熱器5設置在所述換熱排氣通道4內(nèi)，且所述氣/水換熱器5的入水口與冷水通路6的出口連通，所述氣/水換熱器5的出水口與熱水通路7的入口連通，所述熱水通路7的出水口與待加熱設備8的入水口連通，所述冷水通路6的入水口與所述待加熱設備8的出水口連通。
[0020]本實用新型通過可控多通路閥門2控制與發(fā)動機排氣管I連通的排氣通路，由于在換熱排氣通路4中設有氣/水換熱器5，因此，當有加熱需求時，將其中一個換熱排氣通路4與發(fā)動機排氣管I連通，發(fā)動機排氣管I的高溫尾氣會流入該換熱排氣通路4，并通過氣/水換熱器5對冷水通路6輸入的冷水進行加熱，并將經(jīng)過加熱的熱水輸入熱水通路7，從而對待加熱設備8進行加熱，達到節(jié)能減排的目的。
[0021]在其中一個實施例中，所述主排氣通路3與所述換熱排氣通路4連通。
[0022]本實施例將主排氣通路3與換熱排氣通路4連通，使得換熱排氣通路4與發(fā)動機排氣管I連通時，尾氣經(jīng)過氣/水換熱器5交換熱量以后，剩余尾氣也能通過主排氣通路3排出環(huán)境大氣。
[0023]在其中一個實施例中，所述換熱排氣通道4包括第一換熱排氣通道41和第二換熱排氣通道42，所述可控多通路閥門2為三向四通電動閥門。
[0024]優(yōu)選地，可控多通路閥門2為三向四通電動球閥。
[0025]在其中一個實施例中:
[0026]所述待加熱設備包括發(fā)動機81和電池包82 ；
[0027]所述第一換熱排氣通道41內(nèi)的氣/水換熱器作為第一氣/水換熱器51，與所述第一氣/水換熱器51連通的熱水通路作為第一熱水通路71，與所述第一氣/水換熱器51連通的冷水通路作為第一冷水通路61，所述第一氣/水換熱器51的入水口與第一冷水通路61的出口連通，所述第一氣/水換熱器51的出水口與第一熱水通路71的入口連通，所述第一熱水通路71的出水口與所述發(fā)動機81的入水口連通，所述第一冷水通路61的入水口與所述發(fā)動機81的出水口連通；
[0028]所述第二換熱排氣通道42內(nèi)的氣/水換熱器作為第二氣/水換熱器52，與所述第二氣/水換熱器52連通的熱水通路作為第二熱水通路72，與所述第二氣/水換熱器52連通的冷水通路作為第二冷水通路62，所述第二氣/水換熱器52的入水口與第二冷水通路62的出口連通，所述第二氣/水換熱器52的出水口與第二熱水通路72的入口連通，所述第二熱水通路72的出水口與所述電池包82的入水口連通，所述第二冷水通路62的入水口與所述電池包82的出水口連通。
[0029]根據(jù)發(fā)動機的工作特點，在低溫冷啟動過程中，發(fā)動機由于溫度過低，工作效率低，造成油耗增加。而且在低溫環(huán)境中會限制電池進行充放電，防止電池壽命減少。研究表明，當使用該多功能加熱裝置后，可明顯縮短發(fā)動機暖機過程，減少暖機時間，迅速提高發(fā)動機水溫，使其在高效工作點工作，有效降低油耗，尤其是冷啟動過程的油耗。電池包可利用尾氣熱能進行加熱，不需要消耗其他電能，提高了整車的能量利用率，當電池溫度達到(TC以上時，電池包參與整車工作，對混合動力汽車降低油耗提供更大的貢獻。
[0030]同時，由于發(fā)動機僅在冷啟動過程中需要加熱，當發(fā)動機達到正常工作狀態(tài)時，將不需要繼續(xù)給發(fā)動機加熱。試驗表明，發(fā)動機冷啟動過程非常短暫，通常只有幾分鐘，因此可以在整車剛啟動時將尾氣能量全部用于加熱發(fā)動機，迅速提高發(fā)動機工作效率，當發(fā)動機水溫達到80°c后，再將尾氣能量全部用于電池包的加熱。
[0031]本實施例盡量減少發(fā)動機的暖機時間，并為鋰離子電池包設計了一套加熱系統(tǒng)，使整車盡快達到正常工作條件。從而提高混合動力汽車的工作效率，保證混合動力汽車在低溫環(huán)境下的正常高效工作。
[0032]在其中一個實施例中，所述可控多通路閥門2的控制端與汽車的整車控制器連通。
[0033]其中，在整車控制器即VICM(Vehicle Integrat1n Control Module)中，根據(jù)加熱請求信號，控制可控多通路閥門2的控制端。如果整車正常工作，不需要加熱，則尾氣從主排氣通路3直接排入大氣；如果在低溫環(huán)境中有加熱請求，則讓尾氣從換熱排氣通路4流過氣/水換熱器5。其中，VICM整車控制器可以采用現(xiàn)有的VICM整車控制器，其控制可控多通路閥門2的方式可以采用現(xiàn)有的各種控制方式，例如通過向可控多通路閥門2的控制端輸出電信號，控制可控多通路閥門2的閥門轉(zhuǎn)向，從而選擇與發(fā)動機排氣管I連通的主排氣通路3或者其中一個換熱排氣通路4。
[0034]在其中一個實施例中，每個所述熱水通路7的出水口通過水泵9與所述待加熱設備的入水口連通。
[0035]其中，對應發(fā)動機81和電池包82，采用第一水泵91和第二水泵92
[0036]通過水泵9將熱水通路7的熱水輸入待加熱設備8，采用水泵9，提高加熱效率。
[0037]在其中一個實施例中，所述水泵9的速度控制端與汽車的整車控制器連通。
[0038]在其中一個例子中，如圖2所示為VICM整車控制器的控制示意圖，VICM整車控制器21根據(jù)發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)視器22發(fā)送的發(fā)動機加熱請求和電池控制器23 (BATTERYMANAGEMENT SYSTEM,BMS)發(fā)送的電池包加熱請求信號，控制可控多通路閥門2的開度和第一水泵91和第二水泵92的轉(zhuǎn)速，達到加熱發(fā)動機81和電池包82的目的。
[0039]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收裝置，其特征在于，包括:與所述汽車的發(fā)動機排氣管連通的可控多通路閥門，所述可控多通路閥門的進口與所述發(fā)動機排氣管連通，所述可控多通路閥門的每個出口與一個排氣通路連通，多個所述排氣通路包括與環(huán)境大氣連通的主排氣通路以及至少一個設有氣/水換熱器的換熱排氣通路，所述氣/水換熱器設置在所述換熱排氣通道內(nèi)，且所述氣/水換熱器的入水口與冷水通路的出口連通，所述氣/水換熱器的出水口與熱水通路的入口連通，所述熱水通路的出水口與待加熱設備的入水口連通，所述冷水通路的入水口與所述待加熱設備的出水口連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收裝置，其特征在于，所述主排氣通路與所述換熱排氣通路連通。
3.根據(jù)權利要求1所述的混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收裝置，其特征在于，所述換熱排氣通道包括第一換熱排氣通道和第二換熱排氣通道，所述可控多通路閥門為三向四通電動閥門。
4.根據(jù)權利要求3所述的混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收裝置，其特征在于: 所述待加熱設備包括發(fā)動機和電池包； 所述第一換熱排氣通道內(nèi)的氣/水換熱器作為第一氣/水換熱器，與所述第一氣/水換熱器連通的熱水通路作為第一熱水通路，與所述第一氣/水換熱器連通的冷水通路作為第一冷水通路，所述第一氣/水換熱器的入水口與第一冷水通路的出口連通，所述第一氣/水換熱器的出水口與第一熱水通路的入口連通，所述第一熱水通路的出水口與所述發(fā)動機的入水口連通，所述第一冷水通路的入水口與所述發(fā)動機的出水口連通； 所述第二換熱排氣通道內(nèi)的氣/水換熱器作為第二氣/水換熱器，與所述第二氣/水換熱器連通的熱水通路作為第二熱水通路，與所述第二氣/水換熱器連通的冷水通路作為第二冷水通路，所述第二氣/水換熱器的入水口與第二冷水通路的出口連通，所述第二氣/水換熱器的出水口與第二熱水通路的入口連通，所述第二熱水通路的出水口與所述電池包的入水口連通，所述第二冷水通路的入水口與所述電池包的出水口連通。
5.根據(jù)權利要求1所述的混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收裝置，其特征在于，所述可控多通路閥門的控制端與汽車的整車控制器連通。
6.根據(jù)權利要求1所述的混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收裝置，其特征在于，每個所述熱水通路的出水口通過水泵與所述待加熱設備的入水口連通。
7.根據(jù)權利要求6所述的混合動力汽車的多功能尾氣熱能回收裝置，其特征在于，所述水泵的速度控制端與汽車的整車控制器連通。
【文檔編號】H01M8/04GK203995645SQ201420390573
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權日:2014年7月15日
【發(fā)明者】周禕, 陳黎, 劉軍, 趙玉才, 昝鵬宇 申請人:上海通用汽車有限公司, 泛亞汽車技術中心有限公司