动力系热管理系统技术方案

一种用于将热能分布至包括发动机和变速器的车辆动力系部件的车辆动力系热管理系统。用于管理热能的系统包括冷却剂泵、第一控制阀、第二控制阀、散热器、加热器芯体以及变速器油热交换器。第一控制阀具有与发动机冷却剂出口流体连通的入口。该第一控制阀还具有第一控制阀出口。该第二控制阀具有第一入口、第二入口、第一出口、第二出口以及第三出口。由发动机产生的热能通过第一控制阀的控制输送至散热器，并且通过第二控制阀的控制输送至加热器芯体和变速器油热交换器中的至少一个。

Thermal management system and method for power train

A heat management system for a powertrain of a vehicle that distributes heat energy to a powertrain component including an engine and a transmission. The system used to manage heat energy includes coolant pump, first control valve, second control valve, radiator, heater core and transmission oil heat exchanger. The first control valve has an inlet connected to the fluid outlet of the engine coolant. The first control valve also has a first control valve outlet. The second control valve has the first inlet, the second inlet, the first outlet, the second outlet and the third outlet. The heat generated by the engine through the first control valve control is transported to the radiator, and second through the control valve control delivered to the heater core and the transmission oil heat exchanger in at least one.

【技术实现步骤摘要】
动力系热管理系统和方法
本专利技术涉及用于汽车动力系系统的冷却剂回路，并且更具体地涉及用于管理由汽车发动机产生的热量以提高动力系的总效率的系统和方法。
技术介绍
此章节的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可以或未必构成现有技术。汽车的典型动力系包括发动机和变速器。冷却剂系统用于防止发动机过热。冷却剂系统包括冷却剂泵，其经由多个流体连通管线将诸如发动机冷却剂的流体提供至包括热交换器的多个发动机和变速器部件。通常，热量经由冷却剂护套从发动机输送至冷却剂，该冷却剂护套包围发动机的燃烧加热部件。由循环的冷却剂吸收的热量接着通常用于携带热能至多个热交换器和从多个热交换器携带热能以实现所需的部件操作温度范围。在常规的冷却剂系统中，循环冷却剂中的大部分热能通过热交换器(诸如散热器或加热器芯体)散发至空气，且此后系统损耗了该大部分热量。在正常操作条件下，发动机和变速器可仅需要标称冷却剂流量来维持内部部件的适当温度。然而，在恶劣的操作条件下，发动机需要增加冷却剂流量来维持适当的部件温度。如果在恶劣的条件下使用高的流速冷却剂泵来提供高的冷却剂流速以防止过热，那么冷却剂流的量在正常操作条件下将会过量，从而造成发动机和变速器内的寄生能量损耗。在冷启动条件下，发动机和变速器也可需要增加冷却剂流来实现并维持内部部件的适当温度。虽然常规的冷却剂系统是有效的，但是冷却剂回路在本领域中还有一定空间来增强可控性和能力以利用由发动机产生的热能来在操作条件的范围内提高动力系的操作效率。
技术实现思路
在本专利技术的实施例中，提供了一种用于管理车辆动力系中的热能的系统。该动力系包括发动机和变速器。该发动机产生热能并且具有一系列冷却剂通道，所述一系列冷却剂通道包括发动机冷却剂入口和发动机冷却剂出口。用于管理热能的系统包括冷却剂泵、第一控制阀、第二控制阀、散热器、加热器芯体以及变速器油热交换器。该冷却剂泵经由泵入口和泵出口供应冷却剂至发动机，且泵出口与发动机冷却剂入口流体连通。该第一控制阀具有与发动机冷却剂出口流体连通的入口。该第一控制阀还具有第一控制阀出口。该散热器具有与第一控制阀的出口流体连通的冷却剂入口。该散热器还具有与泵入口流体连通的散热器出口。该加热器芯体具有入口和出口。该加热器芯体的出口与泵的入口流体连通。该变速器油热交换器在冷却剂与变速器油之间交换热能。该变速器油润滑变速器并且与变速器交换热能。该变速器油热交换器还具有入口端口以及与泵的入口端口流体连通的出口。该第二控制阀具有第一入口、第二入口、第一出口、第二出口以及第三出口。该第一入口与发动机冷却剂出口流体连通，而第二入口与泵出口流体连通。第一出口与加热器芯体入口流体连通，第二出口与泵入口流体连通，且第三出口与变速器油热交换器的入口流体连通。由发动产生的热能通过第一控制阀的控制输送至散热器，并且通过第二控制阀的控制输送至加热器芯体和变速器油热交换器中的至少一个。在本专利技术的另一个实施例中，该系统包括发动机油热交换器用于在冷却剂与发动机油之间交换热能。该发动机油热交换器具有与第二控制阀的第四出口流体连通的入口。在本专利技术的进一步实施例中，第一阀是可变流量阀，其能够增加从入口至出口的冷却剂的流量。在本专利技术的又一实施例中，第二控制阀具有第一操作状态，其中第二控制阀将冷却剂从第二控制阀的第一入口引导至第二控制阀的第一和第二出口。在本专利技术的仍又一实施例中，第二控制阀具有第二操作状态，其中第二控制阀将冷却剂从第二控制阀的第一入口引导至第二控制阀的第一出口。在本专利技术的又进一步实施例中，第二控制阀具有第三操作状态，其中第二控制阀将冷却剂从第二控制阀的第一入口引导至第二控制阀的第一和第三出口。在本专利技术的又一实施例中，第二控制阀具有第四操作状态，其中第二控制阀将冷却剂从第二控制阀的第一入口引导至第二控制阀的第一、第二和第三出口。在本专利技术的又一实施例中，第二控制阀具有第五操作状态，其中第二控制阀将冷却剂从第二控制阀的第一入口和第二入口引导至第二控制阀的第三出口。在本专利技术的又一实施例中，第二控制阀具有第六操作状态，其中第二控制阀将冷却剂从第二控制阀的第一和第二入口引导至第二控制阀的一出口和第二控制阀的第三出口。在本专利技术的进一步实施例中，第二控制阀具有第七操作状态。在第七操作状态中，第二控制阀将冷却剂从第二控制阀的第一和第二入口引导至第二控制阀的第一、第二和第三出口。在本专利技术的又一实施例中，第二控制阀具有第八操作状态。在第八操作状态中，第二控制阀将冷却剂从第二控制阀的第一和第二入口引导至第二控制阀的第一、第三和第四出口。在本专利技术的又一实施例中，第二控制阀具有第九操作状态。在第九操作状态中，第二控制阀将冷却剂从第二控制阀的第二入口引导至第二控制阀的第三和第四出口。在本专利技术的进一步实施例中，提供了一种用于管理车辆动力系中的热能的方法。该方法包括在动力系的发动机中产生热能以及将热能分布在整个热量管理系统中。该热量管理系统包括冷却剂泵、第一控制阀、第二控制阀、散热器、加热器芯体以及变速器油热交换器。该发动机还具有一系列冷却剂通道，其包括发动机冷却剂入口和发动机冷却剂出口。使用该泵将冷却剂供应至发动机，该泵具有泵入口和泵出口。泵出口与发动机入口冷却剂流体连通。冷却剂流量是以第一控制阀控制，该第一控制阀具有第一控制阀入口和第一控制阀出口。第一控制阀入口与发动机冷却剂出口流体连通。通过使冷却剂通过散热器而从冷却剂中释放热能，其中冷却剂入口与第一控制阀的出口以及散热器出口流体连通，该散热器出口与泵入口流体连通。还通过使冷却剂通过加热器芯体而从冷却剂中释放热能，该加热器芯体具有入口和出口。该加热器芯体的出口与泵的入口流体连通。冷却剂与变速器油之间使用变速器油热交换器交换热能。该变速器油润滑变速器并且与变速器交换热能。变速器油热交换器具有入口以及与泵的入口流体连通的出口。冷却液流量还以第二控制阀控制，该第二控制阀具有第一入口、第二入口、第一出口、第二出口以及第三出口。第一入口与发动机冷却剂出口流体连通，且第二入口与泵出口流体连通。第二控制阀的第一出口与加热器芯体的入口流体连通，第二出口与泵入口流体连通，且第三出口与变速器油热交换器的入口流体连通。由发动机产生的热能通过第一控制阀的控制输送至散热器，并且通过第二控制阀的控制输送至加热器芯体和变速器油热交换器中的至少一个。在本专利技术的又一实施例中，热能使用发动机油热交换器在冷却剂与发动机油之间交换。该发动机油热交换器具有与第二控制阀的第四出口流体连通的入口。在本专利技术的另一个实施例中，通过使用可变流量阀增加从第一阀的入口至出口的冷却剂的流量来控制冷却剂流量。在本专利技术的又一实施例中，在第一操作状态中，通过将冷却剂从的第二控制阀的第一入口引导至第二控制阀的第一和第二出口来控制冷却剂流量。在本专利技术的又一实施例中，在第二操作状态中，通过将冷却剂从第二控制阀的第一入口引导至第二控制阀的第一出口来控制冷却剂流量。在本专利技术的进一步实施例中，在第三操作状态中，通过将冷却剂从第二控制阀的第一入口引导至第二控制阀的第一和第三出口来控制冷却剂流量。在本专利技术的仍进一步实施例中，在第四操作状态中，通过将冷却剂从第二控制阀的第一入口引导至第二控制阀的第一、第二和第三出口来控制冷却剂流量。在本专利技术的又进一步实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管理车辆动力系中的热能的系统，所述系统包括：在所述动力系中产生热能的发动机，所述发动机具有发动机冷却剂入口和发动机冷却剂出口；泵，其用于供应冷却剂至所述发动机，所述泵具有泵入口和泵出口，其中所述泵出口与所述发动机冷却剂入口流体连通；第一控制阀，其具有与所述发动机冷却剂出口流体连通的入口并且具有第一控制阀出口；散热器，其具有与所述第一控制阀的所述出口流体连通的冷却剂入口和与所述泵入口流体连通的散热器出口；加热器芯体，其具有入口和出口，其中所述出口与所述泵的入口流体连通；变速器油热交换器，其用于在所述冷却剂与变速器油之间交换热能，所述变速器油润滑所述变速器并且与所述变速器交换热能，其中所述变速器油热交换器具有入口和与所述泵的入口端口流体连通的出口；以及第二控制阀，其具有第一入口、第二入口、第一出口、第二出口以及第三出口，其中所述第一入口与所述发动机冷却剂出口流体连通，所述第二入口与所述泵出口流体连通，所述第一出口与所述加热器芯体的所述入口流体连通，所述第二出口与泵入口流体连通，所述第三出口与所述变速器油热交换器的入口流体连通，以及其中由所述发动机产生的所述热能通过所述第一控制阀的控制输送至所述散热器，并且通过所述第二控制阀的所述控制输送至所述加热器芯体和所述变速器油热交换器中的至少一个。...

【技术特征摘要】
2016.05.03 US 15/1454171.一种用于管理车辆动力系中的热能的系统，所述系统包括：在所述动力系中产生热能的发动机，所述发动机具有发动机冷却剂入口和发动机冷却剂出口；泵，其用于供应冷却剂至所述发动机，所述泵具有泵入口和泵出口，其中所述泵出口与所述发动机冷却剂入口流体连通；第一控制阀，其具有与所述发动机冷却剂出口流体连通的入口并且具有第一控制阀出口；散热器，其具有与所述第一控制阀的所述出口流体连通的冷却剂入口和与所述泵入口流体连通的散热器出口；加热器芯体，其具有入口和出口，其中所述出口与所述泵的入口流体连通；变速器油热交换器，其用于在所述冷却剂与变速器油之间交换热能，所述变速器油润滑所述变速器并且与所述变速器交换热能，其中所述变速器油热交换器具有入口和与所述泵的入口端口流体连通的出口；以及第二控制阀，其具有第一入口、第二入口、第一出口、第二出口以及第三出口，其中所述第一入口与所述发动机冷却剂出口流体连通，所述第二入口与所述泵出口流体连通，所述第一出口与所述加热器芯体的所述入口流体连通，所述第二出口与泵入口流体连通，所述第三出口与所述变速器油热交换器的入口流体连通，以及其中由所述发动机产生的所述热能通过所述第一控制阀的控制输送至所述散热器，并且通过所述第二控制阀的所述控制输送至所述加热器芯体和所述变速器油热交换器中的至少一个。2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括用于在所述冷却剂与所述发动机油之间交换热能的发动机油热交换器，其中所述发动机油热交换器具有与所述第二控制阀的第四出口流体连通的入口。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一阀是可变流量阀，其能够增加从所述入口至所述出口的所述冷却剂的流量。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二控制阀进一步包括第一操作状态，其中所述第一操作状态将冷却剂从所述第二控制阀的所述第一入口引导至所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·V·冈茨，I·N·德米特里娃，M·J·小帕拉托，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US