[發明專利]一種混合動力汽車發動機和電池余熱回收系統

在審

• 申請號: 202110428044.4
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113062815A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 藍夢嘯;張東偉;沈超;郭茶秀;關健;付濼橦;方成磊
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: F02G5/00
• 分類號: F02G5/00;F28D20/02;B60K6/24;B60K6/28;H01M10/613;H01M10/625;H01M10/659;H01M10/6552
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明專利公開了一種混合動力汽車發動機和電池余熱回收系統。該系統包括：脈動熱管，余熱收集部分，余熱收集所用循環工質箱，泵，控制器組成；所述脈動熱管與發動機和電池緊密接觸，余熱收集部分中的蓄熱裝置填充有兩種不同的相變儲能材料且彼此之間不接觸。本發明不僅實現了混合動力汽車上的余熱回收，更重要的是蓄熱裝置還可以實現對不同品質熱量的回收，使汽車產生的余熱能更加充分的被回收儲存。

技術領域

本發明涉及余熱回收領域，涉及一種混合動力汽車發動機和電池余熱回收系統。

背景技術

隨著傳統化石能源儲量的減少以及環境問題的日益嚴重，作為全球最大的工業消費品之一的汽車也不可避免地要減少對燃油消耗的依賴，但由于技術和成本等諸多問題完全淘汰燃油汽車短時間內還是非常困難的，其中混合動力汽車被認為是傳統燃油汽車向無污染，零排放的新能源汽車過度的最有前景的形式。混合動力汽車因為具有以燃油為動力的傳統汽車的動力系統,又具有搭載以電池電機為動力的新能源動力系統, 即實現了傳統燃油汽車的續航能力強又兼具新能源電動汽車的零排放和無污染，從而做到優劣互補。這種汽車既減少了燃油的消耗又使電動車的技術有了一個實踐平臺，為積累電動汽車的技術提供了機遇，因此成為國際研究熱點。

混合動力汽車通常具有兩套動力系統，即燃油動力系統和電動系統，熱量的有效回收利用有利于系統間的高效配合與運行，減少能量浪費。因此本實發明提供了一種基于脈動熱管和蓄熱裝置在混合動力汽車上對發動機余熱和電池余熱的回收系統，通過脈動熱管快速高效傳遞熱量，由蓄熱裝置對余熱進行儲存，不僅使發動機和電池的散熱更快,也能對發動機和電池的余熱進行回收再利用。

發明內容

本發明的目的在于提出一種混合動力汽車發動機和電池余熱回收系統的方案。針對混合動力的特點，本發明專利使用脈動熱管對發動機和電池產生的余熱進行快速傳導，并使用蓄熱裝置對傳導出的熱量進行回收儲存，這樣不僅可以使發動機和電池能夠有效地進行散熱還可以充分回收散失的熱量，減少了余熱的浪費。為了實現上述目的，本發明專利提供如下的技術方案：一種混合動力汽車發動機和電池余熱回收系統由發動機產生的余熱(1),電池產生的余熱(2),第一脈動熱管(3),第二脈動熱管(4),余熱收集部分(5)，余熱收集所用循環工質箱(6),泵(7)，控制器(8)組成的閉合回路對發動機產生的余熱(1)和電池產生的余熱(2)進行傳導并收集儲存。脈動熱管把發動機和電池的余熱傳遞給閉合回路中余熱收集所用的工質水；在余熱收集部分(5)進行的余熱存儲過程中工質水的流動路徑由控制器(5-3)進行控制，熱量的存儲由蓄熱裝置(5-0) 將工質水的攜帶的熱量儲存進相變儲能材料中；整個閉合回路中工質水接收脈動熱管所傳遞熱量時的流動路徑由控制器(8)進行控制。

優選的，所述脈動熱管所使用的工質應該保證在發動機排氣溫度和電池發熱溫度下能夠正常工作，根據發動機排氣時的溫度平均在500℃至800℃之間，第一脈動熱管 (3)所選填充工質是鉀；根據電池發熱時的平均溫度在40℃至80℃之間，第二脈動熱管(4)所選填充工質是丙酮。

優選的，所述余熱收集部分(5)。不僅可以收集來自發動機排氣的高溫品質熱量還應該可以收集來自電池的低溫品質熱量，因此所使用的相變儲能材料應該選用不同的兩種材料來滿足對不同品質熱量都能夠有效回收。

進一步的，所述余熱收集部分(5)中使用的兩種相變儲能材料之間應該在任意狀態下不能相互摻混，并且兩種材料之間還應填充有絕熱層。

優選的，所述余熱收集所用循環工質箱(6)中使用的工質水具有顯熱大，成本低，無污染等優點。

優選的，所述控制器(8)和控制器(5-3)是根據溫度進行判斷并對工質水的流動路徑進行控制調節，控制要求必須準確無誤，響應轉換過程要快。

本發明的增益效果：

(1)本發明專利對混合動力汽車發動機和電池余熱進行快速導出并回收，達到了節能環保的目的，使熱損失降低。