CN102472132B - 用于对混合动力车的机油和变速器油进行加热的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对具有内燃机（3）和电动马达（4）的混合动力车（2）的机油和/或变速器油（29、30）进行加热的方法，其中借助于用于至少一个电池（7）的充电设备（6）的废热和/或所述至少一个电池（7）的废热来对所述机油和/或变速器油（29、30）进行加热。

Description

用于对混合动力车的机油和变速器油进行加热的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的用于对混合动力车的机油和/或变速器油进行加热的方法以及一种按权利要求9的前序部分所述的用于混合动力车的机油和/或变速器油的加热装置。
背景技术
由机动车工业在不断增长的程度上开发或者制造混合动力车。所述混合动力车作为插电式混合动力车在此拥有内燃机和电动马达。所述混合动力车由此可以借助于化石的燃料通过内燃机并且/或者通过来自电池的电能借助于电动马达来驱动。作为用于驱动插电式混合动力车的牵引用蓄电池的电池的充电在此在混合动力车停止时在比如具有220V的电压的外部的电网上进行。为此，应该借助于电缆和插塞连接将混合动力车连接到该外部的电网上。为了给混合动力车的电池充电，需要充电设备，所述充电设备将外部的电网的交流电压转换为直流电压并且将电压变换到为了对电池进行充电所必需的尺度。这样的安装到混合动力车中的充电设备在此在给混合动力车的电池充电期间散发出处于数百Watt到数kW的范围内的废热。
DE 10 2008 037 820 A1示出了一种用于对混合电动车的柴油机的机油进行加热的方法。所述混合电动车设有一个具有冷却回路和换热器的电动驱动系统。借助于所述冷却回路和换热器，将所述电动驱动系统的废热传递给柴油机的机油。所述电动驱动系统由此借助于所述冷却回路来冷却并且所述柴油机的机油得到加热。
发明内容
按本发明的方法用于对具有内燃机和电动马达的混合动力车尤其插电式混合动力车的机油和/或变速器油进行加热，其中所述机油和/或变速器油借助于用于至少一个电池的充电设备的废热和/或所述至少一个电池的废热来得到加热。
所述充电设备和/或电池的废热由此可以用于对机油和/或变速器油进行加热。内燃机在机油和/或变速器油温度较低时比在机油和/或变速器油温度较高时具有更高的燃料的消耗。所述机油和/或变速器油的加热由此在起动内燃机时引起这一点，即相对于未被加热的机油和/或变速器油可以节省比如处于高达10%的范围内的燃料。由此可以以有利的方式提高混合动力车的效率。用于至少一个电池的充电设备的废热和至少一个电池的废热在给电池充电时本来会产生，因而为了对所述机油和/或变速器油进行加热以有利的方式不需要额外的能量。
尤其所述机油和/或变速器油在给所述至少一个电池充电期间得到加热并且/或者在混合动力车的停止期间得到加热。所述充电设备和/或电池的废热由此在没有延时的情况下传递给所述机油和/或变速器油。
在另一种设计方案中，在开始行驶之前对所述机油和/或变速器油进行加热。
在一种补充性的实施方式中，借助于热对流和/或热传导和/或热辐射来将废热传递给所述机油和/或变速器油。
优选尤其作为流体具有机油和/或变速器油的流体回路与所述充电设备和/或至少一个电池热耦合，用于间接或者直接对机油和/或变速器油进行加热。在直接对机油和/或变速器油进行加热时，在没有中间-流体回路的情况下直接在所述充电设备和/或电池上对所述机油和/或变速器油进行加热。在间接地对所述机油和/或变速器油进行加热时，将所述充电设备和/或至少一个电池的废热首先传递到同样是流体回路的中间-流体回路上并且随后借助于换热器从所述中间-流体回路传递到具有所述机油和/或变速器油的流体回路上。
在一种变型方案中，所述流体回路由所述充电设备和/或至少一个电池的废热来加热。
有利地对所述机油和/或变速器油的实际温度进行检测，将所述实际温度与所述机油和/或变速器油的额定温度进行比较，并且在所述实际温度偏离所述额定温度时对所述机油和/或变速器油进行加热。
在另一种设计方案中，将对于所述机油和/或变速器油的加热来说不需要的废热传递到混合动力车的周围环境中并且/或者传递到机动车客舱中。在将所述机油和/或变速器油加热到必要的额定温度之后，随后可以将在所述充电设备上和/或所述至少一个电池上产生的废热导引给周围环境并且/或者导引到机动车客舱中，用于维持所述充电设备和/或至少一个电池的额定温度。
在另一种设计方案中，将所述充电设备和/或至少一个电池的废热储存在蓄热器比如潜热蓄热器中。所述充电设备和电池的在充电过程中产生的废热由此可以在后来的时刻在混合动力车的行驶过程中比如用于对机动车客舱、机油和/或变速器油进行加热。
在一种附加的设计方案中，借助于所述处于至少一个电池的下面的充电设备的废热在首先仅仅将机油加热到预先给定的额定温度。
在一种附加的变型方案中，在将机油加热到预先给定的额定温度之后仅仅将所述变速器油加热到预先给定的额定温度。
在另一种实施方式中，在将机油加热到预先给定的额定温度之后并且/或者在将变速器油加热到预先给定的额定温度之后借助于所述充电设备和/或至少一个电池的废热仅仅对机动车客舱进行加热。
按本发明的用于具有内燃机和电动马达的混合动力车尤其插电式混合动力车的机油和/或变速器油的加热装置包括：一条具有流体的流体回路、至少一个用于借助于所述流体回路对所述机油和/或变速器油进行加热的热源，其中所述流体回路与充电设备和/或至少一个电池热耦合，使得所述至少一个热源是所述充电设备和/或所述至少一个电池，用于借助于所述充电设备和/或所述至少一个电池的废热来给所述机油和/或变速器油进行加热。
有利的是，由此可以利用所述至少一个电池下面的充电设备的废热，用于对所述机油和/或变速器油进行加热。由此可以在起动内燃机并且运行混合动力车时借助于内燃机来降低所述混合动力车的燃料消耗。在此不需要额外的用于对内燃机进行加热的能量，因为将所述充电设备和/或至少一个电池的废热用于对所述机油和/或变速器油进行加热。
在另一种实施方式中，所述流体回路的流体是所述机油和/或变速器油，并且所述机油和/或变速器油能够在流体回路中导送给所述充电设备和/或至少一个电池，用于在所述充电设备和/或至少一个电池处对机油和/或变速器油进行加热。在所述流体回路中，机油和/或变速器油流往所述充电设备和/或至少一个电池。在所述充电设备和/或至少一个电池上，借助于换热器将热量从所述充电设备和/或至少一个电池传递到所述机油和/或变速器油上，用于对所述机油和/或变速器油进行加热。由此不需要额外的中间-流体回路。
尤其所述加热装置包括中间-流体回路，该中间-流体回路与所述充电设备和/或至少一个电池热耦合。
在另一种设计方案中，所述中间-流体回路借助于M-换热器与机油热耦合并且/或者借助于G-换热器与变速器油热耦合并且/或者借助于F-换热器与机动车客舱热耦合。在所述中间-流体回路中流动着冷却液，也就是非机油和/或变速器油。借助于所述中间-流体回路的流体来对所述M-换热器和/或G-换热器进行加热，并且由所述M-换热器对机油进行加热并且由G-换热器对变速器油进行加热。借助于F-换热器也可以对机动车客舱进行加热。优选在此在所述F-换热器上也布置了鼓风机，借助于该鼓风机可以将空气导送穿过所述F-换热器，随后将所述空气导入到机动车客舱中。
在一种补充性的变型方案中，所述加热装置包括用于对所述充电设备的实际温度进行检测的L-温度传感器和/或用于对所述至少一个电池的实际温度进行检测的B-温度传感器。
在另一种变型方案中，所述加热装置包括用于对机动车客舱的实际温度进行检测的F-温度传感器和/或用于对机油的实际温度进行检测的M-温度传感器和/或用于对变速器油的实际温度进行检测的G-温度传感器。根据所述充电设备、至少一个电池、机油、变速器油的由温度传感器检测到的温度和/或机动车客舱的温度，可以借助于控制机构来将所检测到的实际温度与额定温度进行比较。为了达到所期望的额定温度，随后可以由所述控制机构来控制和/或调整所述机油和/或变速器油以及机动车客舱的加热并且控制和/或调整所述充电设备和/或至少一个电池的冷却。
在另一种设计方案中，能够由所述加热装置来执行在本保护申请中所说明的方法。
按本发明的机动车包括在本保护申请中所说明的加热装置并且/或者能够由所述机动车来执行在本保护申请中所说明的方法。
附图说明
下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明。附图示出如下：
图1是第一种实施例中的加热装置的用图表表示的系统图；
图2是第二种实施例中的加热装置的用图表表示的系统图；并且
图3是插电式混合动力车的视图。
具体实施方式
图1示出了用于混合动力车2的第一种实施例中的加热装置1的用图表表示的系统图。所述作为插电式混合动力车的混合动力车2具有内燃机3和电动马达4（图3）。所述内燃机3借助于来自未示出的燃料箱的燃料来驱动。所述电动马达4则借助于来自电池7的电流来运行。不仅所述内燃机3而且所述电动马达4都用于驱动所述混合动力车2。所述插电式混合动力车可以仅仅借助于来自比如具有100km的电气的有效距离的电池7的电能来行驶。在所述混合动力车2停止期间，该混合动力车2借助于插塞连接12和电缆26连接到外部的电网11上。借助于来自外部的电网11的电能来给电池7充电。
所述外部的电网11的交流电压借助于充电设备6（图1到3）转换为直流电压并且在此此外变换到其它的比如更低的电压水平。这种直流电同样借助于电缆26来传导给构造为锂离子电池9的牵引用蓄电池8并且用该电流来给所述牵引用蓄电池8或者说电池7充电。在给电池7充电期间，在此在所述充电设备6上并且在所述电池7上产生废热。所述充电设备6上的废热在此按多快地给电池7充电而处于数百Watt到数kW的范围内。在对电池7进行快速充电时，由此会产生高达数kW的热量。
中间-流体回路14借助于未示出的换热器与作为热源10的充电设备6和电池7热耦合。由此可以将所述充电设备6和电池7的废热传递到所述中间-流体回路14的冷却液上。所述冷却液由此通过所述中间-流体回路14的管道15流动并且在此通过未示出的循环泵在回路中循环。
在所述中间-流体回路14上连接着F-换热器18。所述F-换热器18用于对混合动力车2的机动车客舱5进行加热。为此，在所述F换热器18上布置了鼓风机19。借助于该鼓风机19来将空气导送穿过所述F-换热器18，使得所述空气可以从所述中间-流体回路14的冷却液中吸收热量，从而对所述空气进行加热并且随后将其导入到机动车客舱5中。此外，在所述中间-流体回路14上连接着M-换热器16。此外，在所述M-换热器16上连接着具有机油29的流体回路13。所述具有机油29的流体回路13通过未示出的循环泵来循环。由此借助于所述M-换热器16将所述中间-流体回路14的冷却液中的热量传递到机油29上。所述中间-流体回路14也以类似的方式连接到G-换热器17上。另一条具有变速器油30的通过未示出的循环泵进行循环的流体回路13由此通过所述G-换热器17来流动。在所述G-换热器17上，由此可以将热量从所述中间-流体回路14的冷冻剂传递到所述变速器油30上，用于对所述变速器油30进行加热。
所述混合动力车2的周围环境27可以借助于U-换热器31由所述中间-流体回路14来加热。在此在图1中作为划虚线的框架示出了所述混合动力车2的周围环境27。以类似的方式作为划虚线的框架也在图1中示出了所述发动机客舱5。
借助于L-温度传感器21可以检测所述充电设备6的实际温度。此外，借助于B-温度传感器22可以检测所述电池7的实际温度。F-温度传感器23检测所述机动车客舱5的温度，M-温度传感器24检测所述机油29的温度并且G-温度传感器23检测所述变速器油30的温度。由所述温度传感器21、22、23、24和25检测的实际温度在此借助于未示出的数据线来传输给控制机构20。此外，在所述中间-流体回路14中布置了阀28。所述阀28在此可以借助于未示出的控制线由所述控制机构20来操纵。借助于所述阀28可以控制和/或调整，是仅仅来自所述充电设备5的废热、来自所述电池7的废热还是不仅来自电池7而且来自充电设备6的废热用于进行加热。此外，可以借助于阀28由所述控制机构20来控制和/或调整，比如是仅仅对机油进行加热、仅仅对机油和/或变速器油进行加热还是仅仅对机动车客舱5进行加热。所述控制机构20由此可以选择，是对机油29、变速器油30、机动车客舱5进行加热并且/还是对混合动力车2的周围环境27进行加热。由此可以有选择性地并且最佳地将所述热源10也就是充电设备6和电池7的废热用于加热。
比如可以首先将所述充电设备6和电池7的废热仅仅用于对机油29进行加热。为此所述F-换热器18、G-换热器17和U-换热器31上的阀28首先关闭。所述中间-流体回路14的冷却液由此仅仅通过所述M-换热器16并且通过所述充电设备6及电池7上的未示出的换热器来流动。在达到机油29的预先给定的额定温度之后，将所述M-换热器16上的阀28关闭并且将所述G-换热器17上的阀28打开。由此仅仅变速器油30由所述充电设备6和电池7的废热来加热。在达到所述变速器油30的预先给定的额定温度之后，可以借助于所述充电设备6和电池7的废热仅仅对机动车客舱5进行加热，方法是关闭所述M-换热器16、G-换热器17和U-换热器31上的阀28并且打开所述F-换热器18上的阀28并且接通所述鼓风机19。在所述机动车客舱5中也达到所期望的额定温度之后，可以借助于所述U-换热器31将所述充电设备6和电池7的废热仅仅排放给周围环境27。为此关闭所述M-换热器16、G-换热器17和F-换热器18上的阀28并且打开所述U-换热器31上的阀28，从而仅仅通过所述U-换热器21来将所述充电设备6和电池7的废热排放给所述混合动力车2的周围环境27。
图2示出了所述加热装置1的第二种实施例。接下来基本上仅仅对相对于按图1的第一种实施例的差别进行说明。所述加热装置1具有两条流体回路13。在第一流体回路13中，机油29流向充电设备6上的未示出的换热器。通过第二流体回路13，变速器油30流向所述充电设备6上的未示出的换热器。由此仅仅将所述充电设备6的废热用于对机油29和变速器油30进行加热。将所述机油29和变速器油30直接导送给所述充电设备6上的换热器，从而直接在所述充电设备6上在没有中间-流体回路14的情况下对所述机油29和变速器油30进行加热。为了控制是仅仅对机油29进行加热、仅仅对变速器油30进行加热还是不仅对机油而且对变速器油30进行加热，可以借助于所述控制机构20来相应地将所述第一和第二流体回路13中的阀28打开或者关闭。在此也可以考虑所述阀29的部分打开状态，从而也可以使用中间位置来对机油29和变速器油30进行加热。这适用于所述阀28，也以类似的方式适用于所述第一种实施例。
在总体上看，用所述按本发明的用于机油和/或变速器油29、30的加热装置1和按本发明的用于对机油和/或变速器油29、30进行加热的方法带来显著的优点。所述充电设备5和电池7的废热可以在混合动力车2的停止期间用于对机油和变速器油29、30进行加热。由此在起动内燃机3时由于得到加热的机油和/或变速器油29、30而可以显著降低内燃机3的用于驱动混合动力车2的燃料消耗。

Claims (13)

1.用于对具有内燃机（3）和电动马达（4）的插电式混合动力车（2）的机油和/或变速器油（29、30）进行加热的方法，
其特征在于，
借助于用于至少一个电池（7）的充电设备（6）的废热和/或所述至少一个电池（7）的废热来对所述变速器油（30）进行加热，
并且/或者
借助于用于至少一个电池（7）的充电设备（6）的废热和/或所述至少一个电池（7）的废热来对所述机油（29）进行加热，并且具有作为流体的机油（29）的流体回路（13、14）与所述充电设备（6）和/或所述至少一个电池（7）热耦合，用于间接或者直接对所述机油（29）进行加热，
其中所述机油和/或变速器油（29、30）在给所述至少一个电池（7）充电期间得到加热并且/或者在混合动力车（2）停止期间得到加热，其中在开始行驶之前对所述机油和/或变速器油（29、30）进行加热。
2.按权利要求1所述的方法，
其特征在于，
借助于热对流和/或热传导和/或热辐射来将废热传递给所述机油和/或变速器油（29、30）。
3.按权利要求1所述的方法，
其特征在于，
具有作为流体的变速器油（30）的流体回路（13、14）与所述充电设备（6）和/或所述至少一个电池（7）热耦合，用于间接或者直接对所述机油和/或变速器油（29、30）进行加热。
4.按权利要求3所述的方法，
其特征在于，
所述流体回路（13、14）由所述充电设备（6）和/或至少一个电池（7）的废热来加热。
5.按权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
对所述机油和/或变速器油（29、30）的实际温度进行检测，
将所述实际温度与所述机油和/或变速器油（29、30）的额定温度进行比较，并且
在所述实际温度偏离所述额定温度时对所述机油和/或变速器油（29、30）进行加热。
6.按权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
将对于所述机油和/或变速器油（29、30）的加热来说不需要的废热传导到所述混合动力车（2）的周围环境中并且/或者传递到机动车客舱（5）中。
7.加热装置（1），用于具有内燃机（3）和电动马达（4）的插电式混合动力车（2）的机油和/或变速器油（29、30），该加热装置（1）包括：
-具有流体的流体回路，
-至少一个用于借助于所述流体回路（13）对所述机油和/或变速器油（29、30）进行加热的热源（10），
其特征在于，
所述流体回路（13）与充电设备（6）和/或至少一个电池（7）热耦合，使得所述至少一个热源（10）是所述充电设备（6）和/或所述至少一个电池（7），用于借助于所述充电设备（6）和/或所述至少一个电池（7）的废热来对所述变速器油（30）进行加热
并且/或者
所述流体回路（13）与充电设备（6）和/或至少一个电池（7）热耦合，使得所述至少一个热源（10）是所述充电设备（6）和/或所述至少一个电池（7），用于借助于所述充电设备（6）和/或所述至少一个电池（7）的废热来对所述机油（29）进行加热，并且所述流体回路（13）的流体是所述机油（29）且所述机油（29）能够在所述流体回路（13）中导送给所述充电设备（6）和/或所述至少一个电池（7），用于在所述充电器（6）和/或所述至少一个电池（7）处对所述机油（29）进行加热，
其中所述机油和/或变速器油（29、30）在给所述至少一个电池（7）充电期间得到加热并且/或者在混合动力车（2）停止期间得到加热，其中在开始行驶之前对所述机油和/或变速器油（29、30）进行加热。
8.按权利要求7所述的加热装置，
其特征在于，
所述流体回路（13）的流体是所述变速器油（30）并且所述变速器油能够在流体回路（13）中导送给所述充电设备（6）和/或所述至少一个电池（7），用于在所述充电设备（6）和/或所述至少一个电池（7）处对所述变速器油（30）进行加热。
9.按权利要求8所述的加热装置，
其特征在于，
所述加热装置（1）包括中间-流体回路（14），该中间-流体回路与所述充电设备（6）和/或所述至少一个电池（7）热耦合。
10.按权利要求9所述的加热装置，
其特征在于，
所述中间-流体回路（14）借助于M-换热器（16）与机油（29）热耦合并且/或者借助于G-换热器（17）与变速器油（30）热耦合并且/或者借助于F-换热器（18）与机动车客舱（5）热耦合。
11.按权利要求7到10中任一项所述的加热装置，
其特征在于，
所述加热装置（1）包括用于对所述充电设备（6）的实际温度进行检测的L-温度传感器（21）和/或用于对所述至少一个电池（7）的实际温度进行检测的B-温度传感器（22）。
12.按权利要求7到10中任一项所述的加热装置，
其特征在于，
所述加热装置（1）包括用于对机动车客舱（5）的实际温度进行检测的F-温度传感器（23）和/或用于对机油（29）的实际温度进行检测的M-温度传感器（24）和/或用于对变速器油（30）的实际温度进行检测的G-温度传感器（25）。
13.按权利要求7到10中任一项所述的加热装置，
其特征在于，
能够执行按权利要求1到6中一项所述的方法。
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