CN102777307A - 用于由太阳供能的发动机热量管理的系统和方法 - Google Patents

用于由太阳供能的发动机热量管理的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102777307A
CN102777307A CN2012102157889A CN201210215788A CN102777307A CN 102777307 A CN102777307 A CN 102777307A CN 2012102157889 A CN2012102157889 A CN 2012102157889A CN 201210215788 A CN201210215788 A CN 201210215788A CN 102777307 A CN102777307 A CN 102777307A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
propulsion system
vehicle propulsion
vehicle
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012102157889A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102777307B (zh
Inventor
V·P·阿特卢里
K·纳拉亚纳斯瓦米
G·A·小塞克利
J·G·托纳
P·M·纳特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN102777307A publication Critical patent/CN102777307A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102777307B publication Critical patent/CN102777307B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K16/00—Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L8/00—Electric propulsion with power supply from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B60L8/003—Converting light into electric energy, e.g. by using photo-voltaic systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0803—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for initiating engine start or stop
    • F02N11/0811—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for initiating engine start or stop using a timer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F02N19/04—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K16/00—Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B60K2016/003—Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind solar power driven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/18—Heater
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/90—Energy harvesting concepts as power supply for auxiliaries' energy consumption, e.g. photovoltaic sun-roof

Abstract

一种发动机热量管理系统和方法。可以从电连接至车辆推进系统的太阳能源接收能量。至少一些来自太阳能源的能量可以被用于加热车辆推进系统的部件。控制模块可以提供至少一些来自太阳能源的能量至加热器，以便例如在启动车辆推进系统之前加热车辆推进系统的部件。所述加热器可以将车辆推进系统加热到与车辆推进系统的最佳效率关联的预定范围内的温度。

Description

用于由太阳供能的发动机热量管理的系统和方法
政府权益声明
本发明的研发全部或部分得到了政府支持，该政府支持基于美国能源部授予的批准序号DE-EE0003379。美国政府在本发明中可能具有一定权利。
技术领域
本发明涉及有效的发动机热量管理的方法和系统，该方法和系统旨在提高例如内燃机、柴油机、混合动力车辆以及增程式电动汽车的燃料经济性和发动机性能。特别地，本发明涉及使用太阳能加热发动机冷却液系统。
背景技术
当发动机系统部件的温度处于特定范围内的时候，车辆推进或发动机系统在最佳效率下操作。如果车辆在寒冷环境下停放多个小时，发动机系统部件会冷却至低于最佳操作温度的温度，所述部件可包括发动机冷却液系统、发动机组、发动机盖以及其它部件。当发动机系统部件的温度降至特定温度范围之外时，发动机系统的性能可能是非理想的。当在非理想性能下操作时，车辆推进系统消耗的燃料量可能比在理想温度条件下所消耗得更多。冷的发动机系统可以例如大概消耗燃料能量的33％来加热发动机冷却液系统或其它发动机系统部件。在给定的温度范围之外的温度下操作发动机系统还可能排出更多的废气排放物。常见的排出的废气排放物包括一氧化碳(CO)、未燃的碳氢化合物(UHC)、氮氧化物(NOx)以及其它对环境有害的微粒排放物。将发动机系统部件保持在特定温度范围内可以带来更好的燃料经济性并降低排放。
需要一种方法和系统来保持车辆推进系统部件处于给定的温度范围内。
发明内容
在一些实施方式中，可以从电连接至车辆推进系统的太阳能源接收能量。至少一些来自太阳能源的能量可以被用于加热车辆推进系统的部件。控制模块可以提供至少一些来自太阳能源的能量至加热器，以便例如在启动车辆推进系统之前加热车辆推进系统的部件。该加热器可以将车辆推进系统加热到处于与车辆推进系统的最佳效率关联的预定温度范围内的温度。
方案1、一种方法，包括：
从电连接至车辆推进系统的太阳能源接收能量；以及
使用至少一些来自太阳能源的能量加热所述车辆推进系统的部件。
方案2、根据方案1所述的方法，其中加热所述车辆推进系统的部件的能量存储于能量存储系统中，该能量独立于用于启动车辆推进系统的能量，并且由控制模块在独立于用于启动车辆推进系统的能量的情况下分配。
方案3、根据方案1所述的方法，其中来自太阳能源的能量被用于将车辆推进系统加热到与车辆推进系统的最佳效率相关的预定温度范围内的温度。
方案4、根据方案3所述的方法，包括在启动车辆推进系统之前开始加热车辆推进系统。
方案5、根据方案1所述的方法，其中，所述车辆推进系统的部件是发动机冷却液。
方案6、根据方案1所述的方法，包括：接收启动所述车辆推进系统的预期启动时间的指示以及在启动所述车辆推进系统的预期启动时间之前的预定量时间开始加热车辆推进系统的部件。
方案7、根据方案1所述的方法，包括：从车辆外部的装置接收信息并且基于接收到的信息改变从太阳能源提供给车辆推进系统的部件的能量的量。
方案8、一种系统，包括：
太阳能源，其收集太阳能；
能量存储系统，其电连接至太阳能源以存储由此产生的能量；以及
车辆推进系统，其中车辆推进系统电连接至能量存储系统以接收来自太阳能源的能量，用于加热车辆推进系统的部件。
方案9、根据方案8所述的系统，包括加热器，其中控制器分配来自太阳能源的能量以便为加热器供能从而将所述车辆推进系统的部件加热到与车辆推进系统的最佳效率关联的预定温度范围内的温度。
方案10、根据方案9所述的系统，包括温度传感器，该温度传感器用于感测所述车辆推进系统的部件的温度，并且其中控制模块用于改变来自太阳能源的、分配至加热器的能量的量，以补偿感测到的温度，从而将所述部件加热至预定温度范围内的温度。
方案11、根据方案8所述的系统，其中太阳能源产生的能量被用来将所述车辆推进系统的部件加热到与车辆推进系统的最佳效率关联的预定温度范围内的温度。
方案12、根据方案8所述的系统，包括控制器，该控制器用于在启动车辆推进系统之前开始加热所处车辆推进系统的部件。
方案13、根据方案8所述的系统，其中所述车辆推进系统的部件是发动机冷却液。
方案14、根据方案8所述的系统，包括控制模块和外部装置，其中该控制模块接收来自外部装置的信息，并且基于接收到的信息改变来自太阳能源的、分配给车辆推进系统的能量的量。
方案15、根据方案8所述的系统，其中所述系统是车辆。
方案16、一种方法，包括：
使用连接至车辆的太阳能源产生电力；以及
使用该电力加热所述车辆的发动机冷却液系统。
方案17、根据方案16所述的方法，其中用于加热所述发动机冷却液系统的电力被存储于能量存储系统中，该能量独立于用于启动发动机的能量，并且由控制模块在独立于用于启动发动机的能量的情况下分配。
方案18、根据方案17所述的方法，包括在启动发动机之前开始加热发动机冷却液系统。
方案19、根据方案16所述的方法，其中来自太阳能源的能量用于将发动机冷却液系统加热到与发动机的最佳效率关联的预定温度范围内的温度。
方案20、根据方案16所述的方法，包括从车辆外部的装置接收信息并且基于接收到的信息改变用于加热发动机冷却液系统的电力的量。
附图说明
被认为是本发明的主题内容在本申请文件的结束部分被特别地指出和准确地限定。然而，本发明-包括其构成和操作方法及其目的、特征和优点在通过结合附图阅读下面的详细描述时可以被最佳地理解，附图中：
图1是根据本发明的一个实施方式的车辆和发动机热量管理方法和系统的示意图；
图2是根据本发明的一个实施方式的太阳能供能的发动机热量管理方法和系统的示意图；
图3是根据本发明的一个实施方式的限定了用于向车内不同部件分配能量的不同模式的图表；
图4是根据本发明的一个实施方式的发动机系统累积燃料消耗相对于时间的曲线图；
图5是根据本发明的一个实施方式的发动机系统的冷却液温度相对于时间的曲线图；以及
图6是根据本发明的一个实施方式的方法的流程图。
附图标记可能在多幅图中重复，以指示相应或类似的部件。此外，一些在附图中描述的框可以被合并至单一功能中。
具体实施方式
在下面的描述中，将要论述本发明的多个方面。出于解释的目的，为了提供对本发明的全面理解，阐述了具体的构造和细节。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明可以在不需要在此描述的具体细节的情况下被实现。更进一步，为了使本发明更为明晰，熟知的特征可能被省略或简化。
应当理解的是，除非特别地指明，不然如在下面的详述中显而易见的，在贯穿说明书的详述中，使用的术语例如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”等，代表计算机或计算系统或类似电子计算设备的动作和/或进程，其将计算系统的寄存器和/或存储器内的作为物理的-例如电子的量表示的数据，控制和/或改变为在计算系统的存储器、寄存器或其它此类信息存储、传递或显示装置内的类似地表示为物理量的其它数据。
当车辆推进或发动机系统或特定的推进或发动机系统部件位于特定高温范围的时候，车辆推进或发动机系统可以在最佳效率下操作。操作在最佳效率下的发动机系统可以在暖态发动机标定和增强的燃烧模式下操作，带来燃料经济性的提高和排气管排放物的降低。加热发动机系统或其部件至这些温度需要时间。该加热发动机系统的时间可取决于多个因素，包括特定类型的发动机系统的目标温度、车内可用的能量储备、周围温度、天气情况、车辆的操作模式，例如车辆是否停驻、停止、行驶、加速等。例如，适当地加热发动机系统需要数分钟。在一个实施方式中，通过当车辆怠速或停驻时加热车辆推进系统部件来减少加热车辆推进系统部件的时间。
传统的系统没有在车辆未运转的时候提供加热发动机系统的能量。因而发动机系统只能当发动机启动的时候才升温(并且当发动机怠速运转时可能不会升温那么多)。相应地，在车辆启动之后可能有时间延迟(并且每次发动机空转时该时间可能延长)，这期间发动机系统未能达到最佳温度。在这些时间延迟期间发动机系统可能在非最佳效率下运转，例如过多地燃烧燃料、在冷态发动机标定下运转、在常规的非最佳燃烧模式下运转、以及释放更多的排放物。
根据本发明的实施方式，车辆推进系统可以使用太阳能源来为发动机系统供能(例如，加热)。太阳能源(例如，转换成电力)可以通过例如安装于或连接至车辆上的一个或多个(例如，网状)太阳能电池被获取。该一个或多个太阳能电池可以向加热或发动机系统直接提供电流、或通过中间电池向发动机系统供能(例如，通过向发动机系统提供电流)。该太阳能可以与车辆其它能量系统(例如，车辆主电池)独立地(或非独立地)被管理，并且可以提供动力或能量，例如即使当车辆发动机关闭的时候。由于该太阳能源不依赖于主电池，发动机系统可以在启动发动机之前开始被加热，例如在车辆开始点火之前被完全地(或部分地)预加热至最佳温度。加热车辆推进系统的部件的能量可以被存储于能量存储系统中，该系统独立于用来启动车辆推进系统的能量，并且由控制模块独立于用来启动车辆推进系统的能量而分配。
在一个实施方式中，发动机系统可以在启动车辆点火系统之前被预加热一定时间段，该时间段少于、等于或大于通常用于达到系统的最佳功能温度的时间段。在一些实施方式中，太阳能源可造成比使用传统车辆能源的时间延迟(例如，2至4分钟)更长的时间延迟(例如，一小时)来加热发动机系统，因此使用太阳能的预加热系统应该早于具有非太阳能的系统被启动，来解决额外长度的时间延迟。在一些实施方式中，当发动机冷却液、发动机组、发动机盖或车辆推进系统的其它部分跌至低于预定温度的时候，来自太阳能源的加热可以被启用。因此，太阳能源可以被运作、并且能量可以被分配至或提供至发动机部件，来确保冷却液或其它发动机部件保持在预定的温度范围内。在一个实施方式中，太阳能源向发动机系统提供能量以使发动机冷却液维持在45-50摄氏度(℃)之上。也可以使用其它阈值。
来自太阳能源的可用能量的波动可以进一步影响使用太阳能加热发动机系统的时间。例如，在晴天，太阳能源可以比在阴天或夜间提供更多的能量且需要更少的时间来给发动机系统供能。在一些实施方式中，为了解决这样的太阳能波动，太阳能源可以具有能量储备装置或电池(例如，独立于车辆主电池)。车辆太阳能源因此可以在夜间捕集来自太阳的太阳能源动力并且可以存储能量以在任何时间给发动机系统部件供能，而不管当前可用的太阳能如何(例如，在白天还是在夜间)。
因此，车内的太阳能供能发动机系统可以在启动车辆发动机之前被预加热，例如加热至最佳温度(例如，为了最佳燃料经济性、过渡到暖态发动机标定、以及燃烧效率，但可能还有其它或不同的好处)。因此，传统的时间延迟(在这期间车辆燃烧增加的燃料、在冷态发动机标定下运行)通过使用先进的燃烧模式而被抑制，并且所产生的增加的排气管排放物可以被消除或充分减少。在其它实施方式中，太阳能预加热不需要在车辆发动机启动之前发生。
图1是根据本发明的一个实施方式的车辆100和发动机热量管理系统的示意图。车辆100(例如，机动装置，例如汽车、卡车、飞机、船、铲车、混合动力车辆(HEV)、增程式电动汽车(EREV)，非机动装置例如采矿设备，其它配备发动机的机器等)可以包括主车身102以及可选择的辅助动力单元(APU)104。主车身102可以是标准的车辆并且至少可以提供行驶能力。辅助动力单元104可以包括扩展部分，其可以一体连接于主车身102或可与其分离。
车辆100可以包括一个或多个光电(太阳的)能源106。光电能源106可以包括一个或多个互连的独立的太阳能电池、太阳能覆膜、太阳能固化玻璃、表面涂层和/或其它光电装置。光电能源106可以被安装至主车身102或辅助动力单元104中的一个或二者。产生电力的光电能源106可以被安装至车辆100的可以潜在地被太阳入射的任何表面。例如，光电能源106可以被安装至车顶、行李箱盖、前机盖、保险杠、车窗防护装置、通过光电玻璃层或固化玻璃安装至车窗本身、或其中的任何组合、或其它合适的表面。光电能源106可以位于固定的位置或方向，或者使用追踪太阳位置的装置，可以是移动的或可移动的，或旋转至收集最大量太阳能的位置或方位。多种排列可以提供光电能源106的总面积，例如从大约一平方米(例如，仅安装于车顶)至大约二至三平米(例如，安装于车顶、行李箱以及机盖上)。可以使用其它尺寸。例如，光电能源106可以为车辆100产生200至400瓦特的功率。由光电能源106产生的能量或输出的动力的最大值的确定基于太阳向光电能源106的电池或其它表面入射的辐照量。太阳辐照可以通过光电能源106或独立地使用多种类型的单机日射强度计中的一种-例如基于热电堆、基于硅光敏二极管、或其它类型的测量装置被测量。
车辆100可以包括车辆推进系统或发动机108，其提供机械动力来移动车辆和/或车辆100的部件(例如，铲车)。发动机108可以是任何碳氢化合物或混合的碳氢化合物/电力燃料动力来源，例如内燃机、柴油机、汽油机、混合动力系统的碳氢化合物部分、电动机(例如，交流电动机或直流电动机)或它们的任意组合。
在一个实施方式中，发动机108可以在多种发动机标定下运转，包括冷态发动机标定、暖态发动机标定、和/或其它发动机标定。基于所述发动机标定(例如，暖态发动机标定)，发动机108可以运行于可包括控制器或处理器以及存储器的功率控制模块中，或其它装置可以使用一系列对应于所述标定的发动机图表。发动机图表可以是表格、矩阵或其它数据形式，用于控制多种发动机功能。功率控制模块可以使用发动机图表来计算或者确定发动机系统参数。例如，发动机系统参数可包括燃料/氧化剂比率以及其它发动机参数。
发动机108可以在低于过渡到例如暖态发动机标定或其它发动机标定所需的特定阈值温度的冷态发动机标定下运转。在一个实施方式中，转换为暖态发动机标定的阈值温度可以是45-50℃，而暖态发动机标定的最佳温度可以是90℃。可以使用其它阈值。发动机108可以在暖态标定的最佳效率下运转，此时燃烧较少的燃料和产生较少的排放物。通过产生较少的排放物，可以减少对后处理装置的需求。
在一个实施方式中，发动机108可以在多种燃烧模式下运转，包括基础传统燃烧模式(例如，直喷式)、分层或改进的燃烧模式、和/或其它燃烧模式。在基础传统燃烧模式下运转的发动机会产生更多的排放物和更高的排气温度，其更快地加热冷却液。改进的燃烧模式可以是均质充量压缩点火(HCCI)模式。HCCI燃烧模式是有利的，因为其在高效运行的同时排出少量发动机排放物。HCCI燃烧模式具有汽油机和柴油机的双重功能特性。类似于汽油或均质充量火花点火发动机，燃料(例如，汽油)以及氧化剂(例如，空气或其它气体)可以被混合。然而，火花塞不一定会用于点燃燃料/氧化剂混合物。类似于汽油发动机，源自HCCI燃烧的排放物可以被处理或净化，使用例如三元催化转化后处理装置或其它装置或方法。类似于柴油发动机，燃料和氧化剂的混合物的燃烧可以发生于混合物的密度和温度升至特定水平的时候。当运行于HCCI燃烧模式的时候，发动机108可能难以控制，因为当燃料和氧化剂混合物达到特定温度和压力阈值的时候，燃烧可能发生在汽缸内的多个位置。为了更准确地控制发动机108内的燃烧位置和摩擦，发动机108的部件的温度必须维持于特定范围内。当处于最小温度之上时，发动机108因而只能有效地运行于HCCI燃烧模式。这样一来，具有HCCI功能的发动机108可以在发动机部件低于特定温度时运行于传统燃烧模式。当发动机部件例如冷却液达到阈值温度时，发动机108可以随后切换或转换到改进的燃烧模式(例如，HCCI)。在一个实施方式中，HCCI燃烧模式的转换阈值温度可以是45-50℃，并且HCCI燃烧的最佳温度可以是90℃。也可以使用其它阈值。
在一个实施方式中，发动机108可以运行于多个燃烧模式，包括稀燃火花点燃直喷(SIDI)燃烧模式和其它燃烧模式。稀燃SIDI燃烧相比于基于传统燃料喷射的燃烧模式的优点包括较低的排放和增加的燃料经济性。在稀燃SIDI燃烧模式中，高压燃料被喷入燃烧室，在其内与氧化剂(例如，氧气或空气)混合。燃料和氧化剂的混合物可以随后由火花塞点燃。SIDI燃烧系统内的燃料以比在标准燃料喷射系统内高很多的压力被喷射，因为在稀燃SIDI燃烧中氧化剂相对于燃料的比率远高于在基础传统的燃烧模式中。例如，SIDI燃烧系统的燃料以100-500巴的压力或其它压力范围被喷射。为了使燃料达到更高的压力并且减少发动机108内的摩擦，发动机部件必须高于阈值温度。在一个实施方式中，向稀燃SIDI燃烧模式转换的阈值温度可以是45-50℃，并且稀燃SIDI燃烧的最佳温度可以是90℃。也可以使用其它阈值。
在一个实施方式中，发动机108可以运行于多个燃烧模式，包括预混合充量压燃(PCCI)燃烧模式和其它燃烧模式。类似于HCCI和稀燃SIDI燃烧模式，从传统燃烧模式切换至PCCI燃烧模式的阈值温度可以是45-50℃。PCCI燃烧模式的最佳温度可以是90℃。也可以使用其它阈值。
车辆100可以包括一个或多个能量存储系统(ESS)或电池110和/或112，以在主车身102和/或辅助动力单元104内存储能量。电池110可以包括一个或多个低压(例如，12伏特)电池，而电池112可以包括一个或多个高压(例如，300伏特或更高)电池。在一些实施方式中，低压电池100可以用于相对低动力的任务，例如运行风挡雨刷电机、驱动座椅、或驱动门锁、为内燃机启动器提供动力，为后处理系统114提供动力、和/或加热发动机系统108。在一些实施方式中，高压电池112可以被用于低或高动力任务中的一个或二者，其中高动力任务可以包括例如加热发动机系统108，包括冷却液、发动机盖和发动机组，为车辆100的牵引电机(如果包括的话)提供动力和驱动车辆100。
光电能源106可以被电连接，以将因此产生的能量(例如，电力)充入或储存于低压和/或高压电池110、112中的一个或二者。低压电池110可以在一个温度范围内被充电，例如-20℃至50℃。用于为低压电池110充电的电压可以超过例如12伏特的储存电压。在一个实施方式中，铅酸电池在这一温度范围内的充电电压可以始于大约13.5至16.5伏特。为了为高压电池112充电，多个互连的光电能源106可以被连接至DC-DC转换器来增加电压至例如大约300伏特。为了给低压和高压电池110、112充电，降压DC-DC转换器可以用来降低电压以额外地为低压电池110充电。在另一个实施方式中，光电能源106可以被连接以形成至少两个独立的阵列，一个阵列产生高压电池充电电压下的供给高压电池112的功率，而另一个阵列产生低压电池充电电压下的供给低压电池110的功率。可以使用任何合适配置的光电能源或太阳能材料或电池，例如与DC-DC转换器联合来增加充电电压或与降压DC-DC转换器联合来降低充电电压，以达到任何目标充电电压。在一些实施方式中，光电能源106可以为低压和高压电池110、112同时充电，或一个在另一个之前，例如仅在高压电池112被完全充满之后为低电压电池110充电，或反过来也一样。
车辆100可以包括后处理(A/T)系统114。后处理系统114可以降低不期望的排气排放物，例如包括氮氧化物(NOx)和微粒排放物。
图2是根据本发明的一个实施方式的太阳能供能发动机热量管理系统200的示意图。
系统200可以包括车辆202(例如，图1的车辆100)，该车辆具有车辆推进或发动机系统204。车辆202可以包括或其上安装有光电(太阳能)电力能源206(例如，图1的光电能源106)，例如太阳能电池和/或层的阵列。车辆202可以包括一个或多个高压电池208(例如，图1的高压电池112)、一个或多个低压电池210(例如，图1的低压电池110)和/或一个或多个辅助动力模块(APM)214。辅助动力模块214可以是升压或降压电压转换器。
功率控制模块212可以控制从光电能源206至车辆202的每个部件(例如，发动机系统204)的能量的分配(例如，以电力的形式)。功率控制模块212可以使用电流测量元件218来测量光电能源206输出的电能，以确定为车辆202的每个部件充电或提供功率所需的功率调整。功率控制模块212可以使用DC-DC转换器220、222来调整(例如，增加或减少)光电能源206的电压输出。
功率控制模块212可以从光电能源206例如通过DC-DC转换器222在正确的高压电池充电电压下传递能量(例如，以电力的形式)至高压电池208(例如，和/或APM214)，并且例如通过DC-DC转换器220在低压电池充电电压下传递能量至低压电池210。能量可以被独立地传递至电池208、210和/或APM214，或者可替代地，首先传递至高压电池208和/或APM214，并且当储存能力饱和或者达到储存能量的上限量的时候，随后传递至低压电池210(或者反过来也一样)。电流测量元件218可以被用来测量来自光电能源206的电流或电力输出，以确定来自太阳能的可用电力以便分配。功率控制模块212还可从光电能源206(例如，直接地或通过中间储存部件，例如低压电池210)传递电能(例如，以电力的形式)至发动机系统204部件，包括一个或多个加热器224和/或发动机系统204的其它部件。一个或多个加热器224和/或每个其他部件可以加热发动机系统204的一个部件，例如冷却系统226(其包括冷却液265)、冷却液256、发动机组228发动机气缸230、或其它发动机系统部件。功率控制模块212可以根据部件的特定系统标准(例如，以及根据附图3中的不同模式)例如通过DC-DC转换器220调整输出至每个车辆推进系统部件的电压或电流，并且可以例如通过脉宽调制(PWM)装置232在发动机系统部件间对输出进行分流。
功率控制模块212可以包括控制器或处理器234以及存储器236。处理器234可以发出控制信号以便通过一个或多个开关238和240(或直接地)转移能量(例如，以电力的形式)至车辆202部件。在一个示例中，开关238可以分配能量至后处理系统254或后处理鼓风电机216(例如，在致动位置(L1))、至一个或多个加热器224(例如，在致动位置(L2))、或至低压电池210(例如，在致动位置(L3))。开关240可以分配来自低压电池210的能量至后处理系统254或后处理鼓风电机216(例如，在致动位置(S2)或至一个或多个加热器224(例如，在致动位置(S3))。加热器224可以是热交换器、加热线圈、加热装置、加热器或其它装置。加热器224可以用于传递热量至冷却液256、冷却系统226、发动机组228、发动机气缸230或其它发动机系统204部件。其它开关或开关布局可以被用于在车辆202中的任何部件之间传递能量。功率控制模块212可以是另一发动机系统的一部分，例如一个发动机或车辆计算系统。
例如，控制器或处理器234可以是一个或多个中央处理单元(CPU)、芯片或任何合适的计算机或计算装置。处理器234可以包括多个处理器，且可以包括通用处理器和/或专用处理器。处理器234可以执行例如储存于存储器236或长期存储器250中的代码或指令，以执行本发明的实施方式。
存储器236可以是或可包括，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SD-RAM)、双倍数据速率(DDR)存储器芯片、闪存存储器、易失存储器、非易失存储器、缓存存储器、缓存器、短期存储单元、长期存储单元或其它合适的存储单元或储存单元。存储器236可以是或可包括多个存储单元。
长期存储器250可以是或可包括，例如硬盘驱动、软磁盘驱动、光盘(CD)驱动、可录CD(CD-R)驱动，并且可以包括多个或这些单元的组合。
功率控制模块212可以输入信息以确定(例如，在处理器234处)将适当的能量值传递至发动机系统204以加热冷却系统226到最佳温度范围内。信息可以包括有关条件的数据，其影响分配或分派给加热器224、冷却液256、冷却系统226、发动机组228、发动机气缸230和/或其它发动机系统部件以使其达到最佳温度的能量、功率或电力的最佳量。例如，信息可以包括一个或多个能量源(例如，低压电池210)的电压(Vb)、光电能源206的输出电流(Ip)、光电能源206的输出电压(Vp)、周围温度(Ta)、舱内温度(Tc)、后处理装置床温度(Tbed)、操作功率控制模块212的最小功率(5伏特)、和/或车辆模式(车辆状态Veh.Status)(例如，驻车模式、行驶模式)。信息可以包括额外或不同的情况。
车辆202可以包括内部装置，例如内部计算机、处理器234和存储器236、温度、电压和/或电流传感器、和/或开关238、240，这些装置由预定环境状况起动，以便例如存储、恢复或产生信息，例如Vb、Ip、Vp、Tc以及最小功率。车辆202还可以包括通讯模块242，用于与外部装置通信来恢复或产生信息，例如Ta以及车辆状态。外部装置可以包括车辆遥感勘测源244-例如全球定位系统(GPS)、提供关于天气、地形、海拔或其它环境信息的气象服务源246、以及移动计算装置248，例如移动计算机、智能手机、平板电脑、个人数字助理(PDA)等，其可具有无线网络或蜂窝网络连接以从外部装置或服务器获得温度、天气、地理或环境情况信息。可替代地，任何或全部这些信息可以通过车辆202内部或车辆202外部的装置获得。
功率控制模块202可以使用信息来选择一个或多个模式，这些模式限定来自光电来源206的能量在何处被传递。在一个实例中，功率控制模块212可以根据例如图3确定的模式传递能量。功率控制模块212可以通过提供在一个电压下的电流来提供能量(以获得特定功率水平)，该功率可以根据能量源(例如，高压电池208、APM214或低压电池210)的电压预先确定。
图3是根据本发明的一个实施方式的、限定了用于向车辆(例如，图1的车辆100)内不同部件分配能量的多个不同能量模式304与多个条件300之间的关系的图表。当一组条件300内的条件或条件的组合被检测到的时候，控制模块可以选择相应的模式304来操作。条件300可以包括，例如车辆行驶状态或模式(例如，车辆处于驻车(0)还是行驶(1)模式)、太阳能(例如，是来自太阳(1)还是月亮(0)的光线)、测量的温度是高于、低于还是等于参考温度(Tref)、冷却液参考温度(Tcoolant)、以及可用电池电压(例如，一个或多个能量源-例如图2的低压电池210的电压(Vb)是处于最大、中间、还是最小电压范围内)。测量温度可以是，例如舱内温度(Tc)、发动机系统204的当前温度、车辆运行时的当前冷却液温度(Tcoolant)等。参考温度(Tref)可以是发动机系统204、冷却系统226的最佳温度(或温度范围)、或者后处理点火温度。参考温度(Tref)还可以等于周围温度(Ta)与舱内温度(Tc)之间的差值(Tref＝Ta-Tc)。冷却液参考温度(Tcoolant)可以是冷却液256、冷却系统226或其它发动机系统部件的最佳温度(或温度范围)。
多个能量模式304中的每一个可以对应于一组开关位置302和能量分配306。能量分配306可以限定太阳能源产生的、将被分配至车辆的不同部件的能量(例如，电力)的量或百分比。能量可以直接从太阳能源(例如，图1的光电能源106)被分配，或者通过中间能量储存系统(例如，图1的低压电池110)。图3的示例中的部件是鼓风电机(X)(例如，图2的后处理鼓风电机216)、电池(Y)(例如，图2中的低压电池210)、一个或多个后处理系统部件(例如，图2中的后处理系统254)、以及一个或多个发动机系统部件(例如，图2中的发动机系统加热器224)，但是也可以使用其它部件。图3的实例中的能量模式304包括“休眠1”(例如在行驶模式下0％的能量被分配至部件)、“休眠2”(例如在驻车模式下0％的能量被分配至部件)、“鼓风机打开1”(例如，100％的能量被分配至鼓风机)、“鼓风机打开2”(例如，80％的能量被分配至鼓风机且20％的能量被分配至电池)、“鼓风机打开3”(例如，40％的能量被分配至鼓风机、40％的能量被分配至电池且20％的能量被分配至一个或多个发动机系统部件)、“涓流充电”(例如，60％的能量被分配至电池)、“大电流充电”(例如，100％的能量被分配至电池)、“后处理”(例如，100％的能量被分配至后处理部件或相关部件)、“发动机热管理”(例如，100％的能量被分配至发动机系统部件或相关部件，例如加热器、热交换器、加热线圈或其它加热发动机冷却系统或其它发动机系统部件的装置)、“发动机热管理+后处理”(例如，50％的能量被分配至发动机系统部件或相关部件，例如加热器、热交换器、加热线圈或其它加热发动机冷却系统或其它发动机系统部件的装置，且50％的能量被分配至后处理系统部件或相关部件)，但是也可以使用其它模式。功率控制模块(例如，图2的功率控制模块212)可以例如在存储器单元(例如，图2的存储器230)中储存这些用于能量模式304的条件300与能量分配306之间的关系。可以使用其它或不同的模式，并且可以不适用这些模式来完成系统控制和功率分配。
功率控制模块可以使用脉宽调制(PWM)装置(例如，图2中的脉宽调制装置232)、基于条件300并根据能量分配306以不同的比例将来自太阳能源的电能划分或分流至每个不同部件。
在本发明的一个实施方式中，功率控制模块212可以使用来自低压能量存储系统(ESS)210(例如，图1的低压电池110)的能量，以便将相对较低电压的能量提供至一个或多个加热器224从而在相对较长的时间延迟(例如，20-30分钟)内达到最佳温度。功率控制模块212还可以使用来自高压电池208(例如，图1的高压电池112)的能量，以便将相对较高电压的能量提供至一个或多个加热器224从而在相对较短的时间延迟(例如，2-3分钟)内达到最佳温度。
在一些实施方式中，功率控制模块212可以使用来自太阳能源的太阳能来全部地或部分地给加热器224供能。功率控制模块212可以从光电能(太阳能)源206获取太阳能-例如储存于低压能量存储系统210中的太阳能。
功率控制模块212可以与车辆遥感勘测源244和/或移动装置248-例如智能手机通讯，以获得分配功率或产生预加热发动机系统204或其部件的安排或时间表的信息。
在一些实施方式中，使用者或车辆(具有一个或多个相关使用者)可以具有行驶计划(例如，使用者通常驾驶的预期时间，例如在使用者上班日出勤期间的工作之前和之后、周末的酒吧聚会或运动练习的时间之前或之后，等等)，例如储存于车辆遥感勘测源244或移动装置248或其它单元-例如模块212内的计划。功率控制模块212可以使用行驶计划在发动机204预期被起动的时候，起动加热器224来预加热发动机系统204部件(例如，冷却系统226、发动机组228等)至最佳温度。使用者可以被警示：发动机系统已经开始预加热和/或预加热已经完成，例如通过他们的移动装置248上的警报或闹钟。使用者可以验证(或忽视)提示信息来开始、继续或不取消预热发动机系统204，或者相反地可以拒绝(或忽视)提示信息来停止、取消或不开始预加热发动机系统204。在另一个实施方式中，使用者可以具有一个控制按钮，例如在移动装置248上的虚拟按钮、车内的实体按钮或者点火钥匙的部分旋转来开始预热发动机系统204。
在一些实施方式中，功率控制模块212可以使用天气信息(例如，温度、云、日出/日落时间等由车辆遥感勘测源244或移动装置248提供的信息)来确定预加热是否应该进行和/或是否应该分配一定量的能量来预加热发动机系统204。在一些实施方式中，如果天气信息指示未来温度波动，功率控制模块212可以通过相应地改变分配至加热器224的能量来维持发动机温度处于最佳范围内来补偿这些天气变化。功率控制模块212可以在预期的未来温度改变之前改变分配至加热器224的能量，例如通过估计的一定量时间来使加热器224实现预期的温度补偿。在一些实施方式中，在功率控制模块212使用来自光电来源206的能量的情况下，功率控制模块212可以提供关于车辆地理位置的信息并且可以接收阳光时间表，该时间表指示了基于车辆地理位置的预测的未来随着时间推移可供给车辆的阳光量。功率控制模块212可以基于阳光时间表改变来自光电来源206的储存用于发动机系统204的能量值。在一个实施方式中，如果阳光时间表预计到未来多云或可用阳光量的减少，功率控制模块212可以储存增加的或最大量的来自光电能源206将要被储存于低压能量存储系统210中的当前太阳能量源，以补偿预测的未来阳光减少。相反，如果阳光时间表预计到未来晴朗或可用阳光量的增加，功率控制模块212可以为发动机系统204储存相对较少或最小量的太阳能量，并且可以分配剩余的来自光电能源206的可用能量，将其用于其它功能。
在一些实施方式中，功率控制模块212可以使用车辆行驶模式或状态(例如，驻车模式、行驶模式、空转模式、起动/停止模式、加速、减速等，其例如可以通过车辆遥感勘测源244提供)来确定被分配用于预加热发动机系统204或其部件的能量值。行驶模式可以被测量，例如通过感测发动机204操作或检测车辆档位。行驶模式可以使用例如由车辆遥感勘测源244和/或移动装置248提供的实时交通信息来预测(例如，未来的预期行驶模式可以是预测的行驶模式)。
在一个实施方式中，当发动机系统204处于行驶或起动/停止模式时，冷却系统或其它目标部件可以达到最佳温度。最佳温度可以是，例如45-50℃或90℃(也可以使用其它温度范围或阈值)。如果发动机系统204已经达到最佳温度，功率控制模块212就可以分配较少的能量至加热器224以加热发动机系统204或目标部件。功率控制模块212可以改变来自光电能源206的、被储存用于发动机系统204的能量值并且作为选择地分配来自光电能源206的能量至其它系统，包括例如后处理系统或其它任何车辆系统。在一些实施方式中，功率控制模块212可以与一个或多个温度传感器252不断通信以接收随着时间变化的温度测量值。一个或多个温度传感器252可以例如位于发动机系统204内并且可以测量发动机冷却系统226、发动机组228、发动机气缸230或任意系统或部件的温度。功率控制模块212可以根据来自温度传感器252的温度测量值调整被分配用于预加热发动机系统204的能量或功率。
在一些实施方式中，功率控制模块212可以使用多个因素的结合-例如行驶计划、天气信息(例如，温度和/或日照时间表)以及行驶模式，来确定时间计划(例如，预加热开始时间)和/或能量计划(例如，随着时间分配的可变能量值)以便预加热发动机系统204以维持最佳温度。每一组用于控制预加热的车辆远程信息或因素可以提供额外的自由度来控制发动机系统204。
可以使用其它数量、类型和构造的燃烧室、排气阀、空燃比、发动机、燃料以及发动机系统。
图4是发动机系统的累积燃料消耗相对于时间的曲线图，并且示出了较快的冷却液加热可以带来较少的燃料消耗。曲线图400可以表示车辆和发动机系统在具有不同的冷却系统加热比率的多个相同的新欧洲行驶周期(NEDC)期间的累积燃料消耗。曲线部分402可以表示在NEDC行驶周期中的车辆速度。曲线部分404可以表示车辆的燃料消耗，其中发动机冷却液在NEDC行驶周期中缓慢加热。曲线部分404表示的车内的发动机冷却系统不由任何加热器、热交换器或其它装置加热。在示出的实例中，曲线404表示的车内冷却系统在814秒内被加热至90℃。曲线部分406可以表示车辆的燃料消耗，其中冷却液在NEDC行驶周期内使用加热器(例如，热交换器、加热线圈、加热器或其它加热装置)加热。曲线部分406表示的车内冷却系统在325秒内被加热至90℃。如曲线图400所示，在其内使用加热器或其它装置加热冷却液的车辆可以消耗较少的燃料。当然，其它车辆以及其它实施方式可以对应于具有不同数据的曲线图。
图5是根据本发明的一个实施方式的发动机系统的冷却液温度相对于时间的曲线图。曲线图500可以表示冷却液温度，以及在冷却液被加热的车辆停止之后0至8小时内的温度下降。冷却液温度508可以是加热的冷却液温度，在发动机关闭之后，如果没有采取措施来加热冷却液，该温度会下降。冷却液温度502可以是从常规燃烧模式转变至改进的燃烧模式(例如，HCCI燃烧、稀燃SIDI燃烧等)所需的最低冷却液温度，或者转变至暖态发动机标定所需的最低冷却液温度。冷却液温度502可以是，例如45-50℃(在其它实施方式中也可以使用其它温度值)。在一个实例中，冷却液温度506表示在冷却液被加热之后发动机第一次关闭时的冷却系统温度。加热能量504可以是当车辆(或发动机)未运行时维持车辆冷却系统温度处于或高于冷却液温度502所需的能量。加热能量504可以是，例如8小时内6兆焦(MJ)以维持冷却系统温度处于或高于45-50℃。其它加热能量值和温度阈值可以用于其它实施方式中。光电能源106可以例如在每8小时内提供5.76MJ的能量或其它能量值。光电能源106接收的热量可以因而在阳光直射天气条件期间维持冷却系统226温度在45-50℃附近。光电能源106可以根据光电能源的类型、光电能源的尺寸和其它因素提供更多或更少的能量。
图6是根据本发明的一个实施方式的方法的流程图。
在操作600中，可以从电连接至车辆推进系统(例如，图1的发动机系统108)的太阳能源(例如，图1的光电能源106)接收能量。该太阳能源可以被直接或通过中间部件-例如控制器、电池等电连接至车辆推进系统。可以通过光电能源产生电力。
在操作610中，可以使用来自太阳能源的能量中的至少一些来加热车辆推进系统的部件(例如，图2的冷却系统226)。例如，可以使用来自光电能源的电力加热冷却系统。
在操作620中，当车辆推进系统的部件(例如冷却系统226)被加热至与最佳效率相关的预定温度范围内时，控制模块(例如，图2的功率控制模块212)可以提供警报、指示或信号。该警报可以被发给驾驶员，例如或者发给控制发动机的系统，以便例如改变发动机的模式或标定。该警报可以指示车辆推进系统在最佳效率下起动，并且可指示车辆推进系统何时转变至改进的燃烧模式(例如，HCCI、PCCI、稀燃SIDI等)或转变至不同的发动机标定(例如，暖态发动机标定)。在一些实施方式中，操作600-620可以在车辆发动机起动之前进行。
也可以使用其它操作或系列操作。
本发明的实施例可包括用于执行这里描述的操作的装置。这些装置的结构可针对所需的目的被具体设计，或可包括可选择性地通过储存在计算机中的计算机程序被激活或重新配置的计算机或处理器。这些计算机程序可存储在计算机可读或处理器可读的存储介质、各种类型的光盘-包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁卡或光卡、或任何其它适合储存电子指令的媒介类型。应当理解的是，可使用多种编程语言来完成这里所述的本发明的教导。本发明的实施例可包括物体，例如非暂时计算机或处理器可读存储媒介，作为示例，例如存储器、磁盘驱动器或USB闪存编码，包括或存储指令，例如计算机可执行指令，当其被处理器或控制器执行时，使处理器或控制器执行这里公开的方法。这些指令可使处理器或控制器执行实施这里公开的方法的程序。
这里所讨论的多种实施例的特征可结合这里讨论的其它实施例一起使用。前面对本发明的实施例的描述用于示例和说明的目的。该描述不是排他性的，也不用于将本发明局限于所公开的具体形式。本领域技术人员应当理解的是，在上述教导的启示下，可以作出多种修改、变形、替换、改变以及等同体。因此，需要理解的是，所附权利要求旨在覆盖所有这些落入本发明的本质精神内的修改和改变。

Claims (10)

1.一种方法，包括：
从电连接至车辆推进系统的太阳能源接收能量；以及
使用至少一些来自太阳能源的能量加热所述车辆推进系统的部件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中加热所述车辆推进系统的部件的能量存储于能量存储系统中，该能量独立于用于启动车辆推进系统的能量，并且由控制模块在独立于用于启动车辆推进系统的能量的情况下分配。
3.根据权利要求1所述的方法，其中来自太阳能源的能量被用于将车辆推进系统加热到与车辆推进系统的最佳效率相关的预定温度范围内的温度。
4.根据权利要求3所述的方法，包括在启动车辆推进系统之前开始加热车辆推进系统。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述车辆推进系统的部件是发动机冷却液。
6.根据权利要求1所述的方法，包括：接收启动所述车辆推进系统的预期启动时间的指示以及在启动所述车辆推进系统的预期启动时间之前的预定量时间开始加热车辆推进系统的部件。
7.根据权利要求1所述的方法，包括：从车辆外部的装置接收信息并且基于接收到的信息改变从太阳能源提供给车辆推进系统的部件的能量的量。
8.一种系统，包括：
太阳能源，其收集太阳能；
能量存储系统，其电连接至太阳能源以存储由此产生的能量；以及
车辆推进系统，其中车辆推进系统电连接至能量存储系统以接收来自太阳能源的能量，用于加热车辆推进系统的部件。
9.根据权利要求8所述的系统，包括加热器，其中控制器分配来自太阳能源的能量以便为加热器供能从而将所述车辆推进系统的部件加热到与车辆推进系统的最佳效率关联的预定温度范围内的温度。
10.一种方法，包括：
使用连接至车辆的太阳能源产生电力；以及
使用该电力加热所述车辆的发动机冷却液系统。
CN201210215788.9A 2011-05-11 2012-05-11 用于由太阳供能的发动机热量管理的系统和方法 Active CN102777307B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/105,288 2011-05-11
US13/105288 2011-05-11
US13/105,288 US20120286052A1 (en) 2011-05-11 2011-05-11 System and method for solar-powered engine thermal management

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102777307A true CN102777307A (zh) 2012-11-14
CN102777307B CN102777307B (zh) 2018-11-13

Family

ID=47070730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210215788.9A Active CN102777307B (zh) 2011-05-11 2012-05-11 用于由太阳供能的发动机热量管理的系统和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20120286052A1 (zh)
CN (1) CN102777307B (zh)
DE (1) DE102012207729B4 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105102783A (zh) * 2013-04-18 2015-11-25 丰田自动车株式会社 热输送装置
CN107850005A (zh) * 2015-05-29 2018-03-27 完美绿色公司 用于能源分配的系统、方法和计算机程序产品
US10082529B2 (en) 2015-02-16 2018-09-25 International Business Machines Corporation Estimating solar array power generation

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8602143B2 (en) * 2011-03-17 2013-12-10 GM Global Technology Operations LLC Electric vehicle with range-extending engine and climate control compressor
JP5582173B2 (ja) * 2012-06-22 2014-09-03 株式会社デンソー 充電装置
EP2921336B1 (en) * 2012-11-16 2019-06-19 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Vehicle-mounted power source device
US9903617B2 (en) * 2013-03-15 2018-02-27 Hotstart, Inc. Engine heater control system
WO2015006020A1 (en) * 2013-07-12 2015-01-15 Electric Film Llc Photovoltaic cells, systems, components and methods
RU2534191C1 (ru) * 2013-09-12 2014-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" Способ поддержания теплового режима транспортного средства
GB2522648A (en) * 2014-01-31 2015-08-05 Nokia Technologies Oy An apparatus, method and computer program for enabling charging of a vehicle
DE102014001381A1 (de) * 2014-02-01 2015-08-06 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Heizvorrichtung für eine Antriebseinheit in einem Kraftfahrzeug und Verfahren zur Steuerung einer solchen Heizvorrichtung
EP2907687A1 (fr) * 2014-02-15 2015-08-19 Fortil Marine Moteur hors-bord autonome
US9440654B2 (en) 2014-03-13 2016-09-13 GM Global Technology Operations LLC Hybrid vehicle and method of controlling a hybrid vehicle with mode selection based on look ahead data
US9108633B1 (en) 2014-03-13 2015-08-18 GM Global Technology Operations LLC Hybrid powertrain and method of controlling same
US10163277B2 (en) * 2015-10-08 2018-12-25 Cummins Inc. Idle engine operation based on vehicle cabin temperature
CN105508116B (zh) * 2015-12-31 2016-08-17 青州市春晖科技发展有限公司 一种柴油机循环水恒温装置
US10483903B2 (en) * 2016-08-05 2019-11-19 Lg Electronics Inc. Control device of home energy management system
US11272143B2 (en) 2016-08-26 2022-03-08 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Optically verified weather condition detection systems, methods and vehicles including same
JP6489102B2 (ja) * 2016-12-01 2019-03-27 トヨタ自動車株式会社 車両
US11001248B2 (en) * 2018-10-08 2021-05-11 GM Global Technology Operations LLC Method for enhancing powertrain efficiency and driveline quality through dynamic mission planning optimization
US10505240B1 (en) 2018-10-25 2019-12-10 Sunlight Aerospace Inc. Methods and apparatus for thermal energy management in electric vehicles
CN110533230B (zh) * 2019-08-13 2022-03-18 浙江工业大学 一种光伏阵列辐照度传感器的位置优化方法
JP2022124912A (ja) * 2021-02-16 2022-08-26 トヨタ自動車株式会社 車載ソーラー充電制御システム、車載ソーラー充電制御方法及びプログラム

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2487326A (en) * 1949-03-30 1949-11-08 Andrew L Freeman Electric internal-combustion engine head bolt heater
US6406090B1 (en) * 1999-09-20 2002-06-18 Meritor Light Vehicle Systems, Inc. Self-powered solar sunroof
US20020139114A1 (en) * 2001-04-03 2002-10-03 John Dickau Heated insulated catalytic converter with air cooling
WO2007025096A1 (en) * 2005-08-24 2007-03-01 Ward Thomas A Hybrid vehicle with modular solar panel and battery charging system to supplement regenerative braking
US20070156257A1 (en) * 2006-01-05 2007-07-05 Peters Mark E System and method for hybrid conservation of fossil fuel
US20080178830A1 (en) * 2007-01-25 2008-07-31 Richard Sposato Motor oil heating system, product and method
CN201313514Y (zh) * 2008-11-26 2009-09-23 扬州飞驰动力科技有限公司 一种纯电动公交车的车身电源系统
CN101568708A (zh) * 2006-12-07 2009-10-28 通用汽车环球科技运作公司 均质充气压缩点火发动机的发动机预热
US20100140246A1 (en) * 2008-12-08 2010-06-10 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling heating in a hybrid vehicle using a power source external to the hybrid vehicle
WO2011031933A1 (en) * 2009-09-11 2011-03-17 Al Te Integrated hybrid vehicle control strategy

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2611066A (en) * 1951-01-12 1952-09-16 Andrew L Freeman Electric head bolt heater for internal-combustion engines
US2698374A (en) * 1952-08-16 1954-12-28 Tracy L Carpenter Heater for vehicle engines
SE7300890L (zh) * 1973-01-23 1974-07-24
US4094377A (en) * 1976-04-15 1978-06-13 Biggs Herbert W Electrically powered vehicle
JP3163622B2 (ja) * 1990-07-05 2001-05-08 日産自動車株式会社 電気自動車
US5280158A (en) * 1992-05-01 1994-01-18 Matava Stephen J Controller for electric heaters for internal combustion engine
DE19708368C2 (de) * 1997-03-01 2003-11-20 Webasto Karosseriesysteme Schaltungsanordnung zur Stromversorgung eines Belüftungsgebläses und eines Akkumulators mittels Solarzellen in einem Fahrzeug
US5986429A (en) * 1998-06-29 1999-11-16 Mula, Jr.; John Battery charging system for electric vehicles
DE19953465C1 (de) * 1999-11-05 2000-12-28 Webasto Systemkomponenten Gmbh Belüftungsvorrichtung für einen Sitz eines Fahrzeugs
JP2003079054A (ja) * 2001-08-31 2003-03-14 Sanyo Electric Co Ltd 蓄電池を備えた太陽光発電システム
US6692130B1 (en) * 2002-12-04 2004-02-17 Christopher E. Snow Solar powered heating and ventilation system for vehicle
US6808450B2 (en) * 2002-12-04 2004-10-26 Christopher E. Snow Solar powered heating and ventilation system for vehicle
US7151326B2 (en) * 2003-09-23 2006-12-19 Idle Free Systems, L.L.C. System and method for safely and efficiently capturing power currently produced by already available power supplies to power electrical devices in a truck while its engine is turned off
US7360615B2 (en) * 2004-06-09 2008-04-22 General Motors Corporation Predictive energy management system for hybrid electric vehicles
US7665559B2 (en) * 2005-06-10 2010-02-23 De La Torre-Bueno Jose Inputs for optimizing performance in hybrid vehicles
US8103389B2 (en) * 2006-05-18 2012-01-24 Gridpoint, Inc. Modular energy control system
US20080156285A1 (en) * 2006-06-29 2008-07-03 Ray King Engine pre-heater
US20100307447A1 (en) * 2007-01-25 2010-12-09 Sposato Richard D Motor Oil Heating System, Product and Method
US7849944B2 (en) * 2007-06-12 2010-12-14 Ut-Battelle, Llc Self-learning control system for plug-in hybrid vehicles
US20100000517A1 (en) * 2008-07-03 2010-01-07 Greenfield Solar Corp. Sun position tracking
US8039988B2 (en) * 2008-10-09 2011-10-18 GM Global Technology Operations LLC Solar powered ventilation system for vehicle and method of operating the same
JP2012515526A (ja) * 2009-01-15 2012-07-05 フィスカー オートモーティブ インク． 車両用ソーラーパワー管理
JP4992939B2 (ja) * 2009-06-05 2012-08-08 株式会社デンソー エネルギ管理装置
US8346422B2 (en) * 2010-05-24 2013-01-01 Ford Global Technologies, Llc Hybrid electric vehicle thermal management system
US8424287B2 (en) * 2011-03-30 2013-04-23 GM Global Technology Operations LLC Electric preheating of a catalytic convertor using a solar cell array
US9169763B2 (en) * 2011-04-11 2015-10-27 GM Global Technology Operations LLC System and method for solar-powered control of exhaust after-treatment systems

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2487326A (en) * 1949-03-30 1949-11-08 Andrew L Freeman Electric internal-combustion engine head bolt heater
US6406090B1 (en) * 1999-09-20 2002-06-18 Meritor Light Vehicle Systems, Inc. Self-powered solar sunroof
US20020139114A1 (en) * 2001-04-03 2002-10-03 John Dickau Heated insulated catalytic converter with air cooling
WO2007025096A1 (en) * 2005-08-24 2007-03-01 Ward Thomas A Hybrid vehicle with modular solar panel and battery charging system to supplement regenerative braking
US20070156257A1 (en) * 2006-01-05 2007-07-05 Peters Mark E System and method for hybrid conservation of fossil fuel
CN101568708A (zh) * 2006-12-07 2009-10-28 通用汽车环球科技运作公司 均质充气压缩点火发动机的发动机预热
US20080178830A1 (en) * 2007-01-25 2008-07-31 Richard Sposato Motor oil heating system, product and method
CN201313514Y (zh) * 2008-11-26 2009-09-23 扬州飞驰动力科技有限公司 一种纯电动公交车的车身电源系统
US20100140246A1 (en) * 2008-12-08 2010-06-10 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling heating in a hybrid vehicle using a power source external to the hybrid vehicle
CN101913353A (zh) * 2008-12-08 2010-12-15 福特全球技术公司 控制使用车辆外部电源在混合动力汽车中加热的系统
WO2011031933A1 (en) * 2009-09-11 2011-03-17 Al Te Integrated hybrid vehicle control strategy

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105102783A (zh) * 2013-04-18 2015-11-25 丰田自动车株式会社 热输送装置
US10082529B2 (en) 2015-02-16 2018-09-25 International Business Machines Corporation Estimating solar array power generation
US10295579B2 (en) 2015-02-16 2019-05-21 International Business Machines Corporation Estimating solar array power generation
CN107850005A (zh) * 2015-05-29 2018-03-27 完美绿色公司 用于能源分配的系统、方法和计算机程序产品

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012207729B4 (de) 2020-03-05
CN102777307B (zh) 2018-11-13
US20120286052A1 (en) 2012-11-15
DE102012207729A1 (de) 2012-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102777307A (zh) 用于由太阳供能的发动机热量管理的系统和方法
CN102733901B (zh) 用于废气后处理系统的太阳能供能控制的系统和方法
CN104344503B (zh) 用于对车辆进行持续空气调节的方法和装置
US8424287B2 (en) Electric preheating of a catalytic convertor using a solar cell array
CN101913353B (zh) 控制使用车辆外部电源在混合动力汽车中加热的系统
CN107650705A (zh) 一种可自动行驶的移动充电桩及其共享充电方法、系统
CN102529637B (zh) 通过最小化截留的hvac能量来增加车辆行程
CN104904090A (zh) 用于电气化车辆中的电池充电和热管理控制的方法和系统
US20120098480A1 (en) Solar battery charging system for electric and/or hybrid automobiles
JPH10271694A (ja) ２次電池の充放電システム
Millner et al. Enhanced plug-in hybrid electric vehicles
CN101746317A (zh) 用于机动车辆的与电接口一体的侧视镜组件
Abdelhamid et al. Solar Panels on Electrified Vehicles
CN104641534A (zh) 机动车和方法
CN201559544U (zh) 带温度调节功能的混合电动汽车电池系统
Smith et al. A preliminary investigation into the mitigation of plug-in hybrid electric vehicle tailpipe emissions through supervisory control methods
CN101905678A (zh) 用于优化能流控制的seg(智能能量网关)
CN109488469A (zh) 一种增程式电动汽车发动机控制方法及控制装置
Bonaiuto et al. A Matlab Simulink model for the study of smart grid—Grid-integrated vehicles interactions
Sahani et al. Design of a self-charging electric vehicle with embedded multiple natural energy sources
Amann The passenger car and the greenhouse effect
US10871138B2 (en) Method and apparatus for controlling MHSG for torque assist and air conditioner of mild hybrid electric vehicle
KR101275625B1 (ko) 지능형 자동차 에너지원 공급 시스템
US20230211656A1 (en) CO2 Electrochemical reduction based solar powered hybrid internal combustion engine and battery electric vehicle
CN113285464B (zh) 一种电动公交车与分布式光伏协调控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant