CN115539268A - 车辆及其热管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆及其热管理系统，所述车辆的热管理系统包括：废气再循环组件，废气再循环组件包括冷却管路和废气再循环管路，冷却管路和废气再循环管路之间适于发生热交换，废气再循环管路包括废气再循环进口和废气再循环出口，所述排气管、所述废气再循环进口、所述废气再循环出口和所述进气管依次连通；第一阀门，所述第一阀门用于控制所述废气再循环出口和所述进气管之间的导通与隔断；废气管，所述废气管的一端与所述废气再循环出口相连通，所述废气管的另一端与所述排气管相连通。根据本发明的车辆的热管理系统，在冷却液温度较低时可以利用废气加热冷却器内的冷却液，实现快速暖机功能，可以有效满足驾驶员的采暖需求，且成本较低。

Description

车辆及其热管理系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种车辆及其热管理系统。

背景技术

相关技术中，发动机冷起动时冷却液温度上升缓慢，当驾驶员有采暖需求时冷却液温度可能无法快速达到目标温度。因此，为满足驾驶员的采暖需求，通常需要增加一套电加热系统加热暖风空气。然而，电加热系统的成本较高，且耗电量较大。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种车辆的热管理系统，所述车辆的热管理系统可以在发动机冷启动时实现车辆的快速暖机功能，有效满足驾驶员的采暖需求，且节省能源，成本较低。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述车辆的热管理系统的车辆。

根据本发明第一方面实施例的车辆的热管理系统，所述车辆包括发动机，所述热管理系统包括：进气管，所述进气管适于与所述发动机的进气门连通；排气管，所述排气管适于与所述发动机的排气门连通；废气再循环组件，所述废气再循环组件包括冷却管路和废气再循环管路，所述冷却管路和所述废气再循环管路之间适于发生热交换，所述废气再循环管路包括废气再循环进口和废气再循环出口，所述排气管、所述废气再循环进口、所述废气再循环出口和所述进气管依次连通；第一阀门，所述第一阀门用于控制所述废气再循环出口和所述进气管之间的导通与隔断；废气管，所述废气管的一端与所述废气再循环出口相连通，所述废气管的另一端与所述排气管相连通。

根据本发明实施例的车辆的热管理系统，通过设置废气管，并使废气管的一端与废气再循环出口相连通且废气管的另一端与排气管相连通，在第一阀门关闭例如发动机冷启动时可以利用废气加热废气再循环组件内的冷却液，从而可以实现车辆的快速暖机功能，且可以有效满足驾驶员的采暖需求，无需额外开发热交换器和电加热装置，结构简单，且可以有效节省能源，降低成本。

根据本发明的一些实施例，所述废气管与所述排气管的连接处位于所述废气再循环进口与所述排气管的连接处的下游。

根据本发明的一些实施例，所述车辆的热管理系统进一步包括：第二阀门，所述第二阀门用于控制所述废气管的两端之间的导通与隔断。

根据本发明的一些实施例，所述冷却管路包括进液口和出液口，当所述出液口处的冷却液的温度高于设定温度阈值时所述第二阀门隔断所述废气管的两端的连通，当所述出液口处的冷却液的温度低于所述设定温度阈值时所述第二阀门打开以使所述废气管的两端连通。

根据本发明的一些实施例，所述出液口处设有出液管，所述第二阀门包括阀体和可移动地设在所述阀体上的阀杆，所述阀体设在所述出液管处，所述阀杆在使所述废气管的两端连通的导通位置和使所述废气管的两端隔断的隔断位置之间可移动，所述阀杆的自由端伸入所述废气管内，当所述出液口处的冷却液的温度高于设定温度阈值时，所述阀体将所述阀杆驱动至所述隔断位置；当所述出液口处的冷却液的温度低于所述设定温度阈值时，所述阀体将所述阀杆驱动至所述导通位置。

根据本发明的一些实施例，所述废气管上形成有与所述废气管内部连通的连通槽，当所述阀杆位于所述导通位置时所述阀杆的所述自由端位于所述连通槽内，当所述阀杆位于所述隔断位置时所述阀杆的所述自由端伸出所述连通槽。

根据本发明的一些实施例，所述连通槽由所述废气管的一部分朝向所述阀体的方向凸出形成。

根据本发明的一些实施例，所述废气管包括安装段，所述安装段与所述出液管平行，所述阀杆的所述自由端伸入所述安装段内。

根据本发明的一些实施例，所述阀体内设有感温包，当所述出液口处的冷却液的温度高于设定温度阈值时所述感温包膨胀以使所述阀杆从所述导通位置移动至所述隔断位置。

根据本发明的一些实施例，所述废气管内设有单向阀，所述单向阀构造成从所述废气再循环出口排出的气体单向地流向所述排气管。

根据本发明的一些实施例，所述单向阀设在所述第二阀门的远离所述废气再循环组件的一侧。

根据本发明第二方面实施例的车辆，包括发动机和根据本发明上述第一方面实施例的车辆的热管理系统，所述热管理系统的排气管与所述发动机的排气门连通，所述热管理系统的进气管与所述发动机的进气门连通。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的车辆的热管理系统的立体结构示意图；

图2是根据本发明实施例的车辆的热管理系统的局部剖视图；

图3是图2中圈示的A部的放大图。

附图标记：

100：热管理系统；

1：排气管；2：废气再循环组件；21：进液口；

22：出液口；221：出液管；23：废气再循环进口；

3：废气管；31：废气管路；311：单向阀；

32：连通槽；33：安装段；34：本体；35：凸起部；

4：第二阀门；41：阀体；411：感温包；

412：壳体；413：胶管；42：阀杆；421：第一连接部；

422：第二连接部；43：弹性件；

5：进气管；6：第一阀门。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图3描述根据本发明第一方面实施例的车辆的热管理系统100。其中，车辆包括发动机，发动机可以将汽油或柴油的热能通过在密封汽缸内燃烧后膨胀气体,推动活塞作功，转化为机械能，从而为车辆提供动力。

如图1和图2所示，根据本发明第一方面实施例的车辆的热管理系统100，包括进气管5、排气管1、废气再循环组件2、第一阀门6和废气管3。

其中，进气管5适于与发动机的进气门连通，进气管5可以将可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)较均匀地分配到各汽缸中；排气管1适于与发动机的排气门连通，排气管1可以将各汽缸排放的废气集中排出。

废气再循环组件2包括冷却管路和废气再循环管路，冷却管路和废气再循环管路之间适于发生热交换，废气再循环管路包括废气再循环进口23和废气再循环出口，排气管1、废气再循环进口23、废气再循环出口和进气管5依次连通。第一阀门6用于控制废气再循环出口和进气管5之间的导通与隔断。废气管3的一端与废气再循环出口相连通，废气管3的另一端与排气管1相连通。

例如，当发动机需要引入一定量的废气参与燃烧时，第一阀门6开启，使废气再循环出口和进气管5导通，此时排气管1内的部分高温废气从废气再循环进口23流入废气再循环组件2，流经废气再循环管路并与冷却管路上的冷却液进行热交换后，从废气再循环出口流经第一阀门6后流入进气管5。由此，通过上述设置，当第一阀门6开启时，与低温冷却液进行热交换后的废气可以从进气管5进入气缸内参与燃烧，实现废气再循环利用，从而可以抑制爆震和降低燃烧温度，改善油耗和排放。而且，第一阀门6可以控制进入进气管5的废气流量，实现废气再循环比率的控制。

当发动机处于第一阀门6关闭的工况(例如发动机启动、发动机温度低和怠速工况等)时，废气再循环出口和进气管5隔断，此时排气管1内的部分高温废气从废气再循环进口23流入废气再循环组件2，流经废气再循环管路并与冷却管路上的冷却液进行热交换后，从废气再循环出口流入废气管3，最终从废气管3回到排气管1。废气再循环组件2内与高温废气进行换热后的冷却液的温度升高，高温冷却液可以从冷却管路流出，流入发动机，这样可以在环境温度较低时利用车辆本身已经存在的废气再循环组件2实现快速暖机功能，在第一阀门6关闭时同样可以实现废气与冷却液的热交换，无需额外开发热交换器，节省成本，且在驾驶员有采暖需求时可以利用废气的热量使冷却液温度快速达到目标温度，有效满足驾驶员的采暖需求，无需增加电加热系统，可以节省能源，进一步降低成本。

根据本发明实施例的车辆的热管理系统100，通过设置废气管3，并使废气管3的一端与废气再循环出口相连通且废气管3的另一端与排气管1相连通，在第一阀门6关闭例如发动机冷启动时可以利用废气加热废气再循环组件2内的冷却液，从而可以实现车辆的快速暖机功能，且可以有效满足驾驶员的采暖需求，无需额外开发热交换器和电加热装置，结构简单，且可以有效节省能源，降低成本。

在本发明的一些实施例中，结合图1和图2，废气管3与排气管1的连接处位于废气再循环进口23与排气管1的连接处的下游。也就是说，在排气管1的相对位置上，排气管1的与废气管3的连接处位于排气管1的与废气再循环进口23的连接处的下游。其中，“废气管3与排气管1的连接处”即为废气管3的上述另一端。

这里，需要说明的是，在排气管1的相对位置上，“上游”可以理解为靠近发动机的位置，其相反反向被定义为“下游”，即远离发动机的位置。由此，由于排气管1内的压力自上游向下游逐渐减小，如此设置可以便于废气从排气管1的上游依次流经废气再循环管路和废气管3最终流向排气管1的下游的流动。

在本发明的一些实施例中，参照图1和图3，车辆的热管理系统100进一步包括第二阀门4，第二阀门4用于控制废气管3的两端之间的导通与隔断。由此，通过设置上述的第二阀门4，当第一阀门6开启时，可以通过控制第二阀门4关闭来使废气管3的两端隔断，从而可以避免与废气再循环组件2内的冷却液换热后的废气通过废气管3流失，可以有效提高废气循环利用的效率。

在本发明的一些实施例中，冷却管路包括进液口21和出液口22，当出液口22处的冷却液的温度高于设定温度阈值时第二阀门4隔断废气管3的两端的连通，当出液口22处的冷却液的温度低于设定温度阈值时第二阀门4打开以使废气管3的两端连通。例如，当出液口22处的冷却液温度高于设定温度阈值时，第二阀门4隔断废气管3的两端的连通，废气管3内不会流通气体，不会对冷却液进行额外加热。

当发动机冷起动时，出液口22处的冷却液的温度低于设定温度阈值，此时第二阀门4打开使废气管3的两端连通，排气管1内的部分高温废气从废气再循环进口23流入废气再循环组件2，与从进液口21流入废气再循环组件2内的低温冷却液进行热交换后，从废气再循环出口流入废气管3，流经废气管3后最终回到排气管1。废气再循环组件2内与高温废气进行换热后的冷却液的温度升高，高温冷却液可以从出液口22流出，流入发动机。由此，通过上述设置，第二阀门4可以根据出液口22处的冷却液的温度值自动控制废气管3两端的通断，从而可以在出液口22处的冷却液温度较低时实现废气与冷却液的热交换，实现快速暖机功能。

在本发明的一些实施例中，参照图2和图3，出液口22处设有出液管221，第二阀门4包括阀体41和可移动地设在阀体41上的阀杆42，阀体41设在出液管221处，阀杆42在使废气管3的两端连通的导通位置和使废气管3的两端隔断的隔断位置之间可移动，阀杆42的自由端伸入废气管3内，当出液口22处的冷却液的温度高于设定温度阈值时，阀体41将阀杆42驱动至隔断位置；当出液口22处的冷却液的温度低于设定温度阈值时，阀体41将阀杆42驱动至导通位置。其中，“阀杆42的自由端”可以理解为阀杆42的远离阀体41的一端。

例如，在一些示例中，结合图2和图3，阀杆42可以包括彼此相连的第一连接部421和第二连接部422，第一连接部421伸入废气管3内，第一连接部421的横截面积大于第二连接部422的横截面积，第二连接部422连接在第一连接部421和阀体41之间。当出液口22处的冷却液的温度高于设定温度阈值时，第一连接部421封堵废气管3限定出的废气管路31，废气无法从废气管路31流通；当出液口22处的冷却液的温度低于设定温度阈值时，废气可以在与冷却液进行热交换后通过废气管路31流回排气管1内。由此，通过使第二阀门4设在出液管221处，出液管221内的冷却液温度即为流入发动机内的冷却液温度，可以准确地根据流入发动机内的冷却液温度控制废气管3两端的导通和隔断。而且，通过使第二阀门4包括阀体41和阀杆42，在有效感知出液管221内的冷却液的温度的同时，可以通过阀杆42的移动有效控制废气管路31的导通和隔断，结构简单，容易实现。

在本发明的进一步实施例中，结合图2和图3，废气管3上形成有与废气管3内部连通的连通槽32，当阀杆42位于导通位置时阀杆42的上述自由端位于连通槽32内，当阀杆42位于隔断位置时阀杆42的上述自由端伸出连通槽32。由此，通过设置上述的连通槽32，当阀杆42位于导通位置时可以避免由于阀杆42的自由端位于废气管3内而阻碍废气在废气管3内的流动，可以减小废气的流动阻力，使与冷却液换热后的废气在废气管3内的流动可以更加顺畅。

在本发明的一些可选实施例中，如图1和图3所示，连通槽32可以由废气管3的一部分朝向阀体41的方向凸出形成。例如，在图1和图3的实例中，废气管3可以包括本体34和凸起部35，凸起部35内限定出连通槽32，凸起部35设在本体34上。当阀杆42位于导通位置时，整个第一连接部421可以配合在连通槽32内，与冷却液换热后的废气可以通过本体34内部流回排气管1内；当阀杆42位于隔断位置时，第一连接部421可以伸入本体34内封堵本体34内部，使得废气无法从废气管3内通过。由此，通过使废气管3的一部分朝向阀体41的方向凸出形成连通槽32，连通槽32与阀体41之间的距离较小，从而使阀杆42的长度可以相对较小，且当阀杆42位于导通位置时阀杆42可以仅位于连通槽32内，可以进一步提高废气的流动效率。

在本发明的一些实施例中，参照图1和图2，废气管3包括安装段33，安装段33与出液管221平行，阀杆42的上述自由端伸入安装段33内。由此，通过使安装段33和出液管221平行，方便第二阀门4的安装，使阀杆42可以更好地伸入安装段33内以控制废气管3两端的导通和隔断。

在本发明的一些实施例中，结合图2和图3，阀体41内设有感温包411，当出液口22处的冷却液的温度高于设定温度阈值时感温包411膨胀以使阀杆42从导通位置移动至隔断位置。例如，在一些示例中，阀体41可以包括壳体412和胶管413。其中，壳体412内填充有感温包411例如蜡，胶管413设在壳体412内，阀杆42的一端伸入胶管413内且与胶管413的底壁止抵，壳体412外可以套设有弹性件43例如弹簧。当出液管221内的温度低于设定温度阈值时，蜡包保持不变，此时阀杆42的自由端位于连通槽32内。当出液管221内的温度升高到设定温度阈值后，蜡包开始膨胀，驱动阀杆42移动。由于胶管413具有弹性，胶管413的底壁被蜡推压，从而带动阀杆42朝向远离阀体41的方向移动，使阀杆42封堵废气管3。由此，通过设在上述的感温包411，可以根据冷却液的温度自动实现阀杆42在导通位置和隔断位置之间的移动，从而实现废气管3两端的导通和隔断，可以无需电控执行器，控制更加简单，且结构简单，成本较低。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，废气管3内设有单向阀311，单向阀311构造成从废气再循环出口排出的气体单向地流向排气管1。例如，结合图2，单向阀311设在废气管路31上。由此，通过设置上述的单向阀311，当第一阀门6开启时可以避免高温废气通过废气管3直接流入进气管5，保证流入进气管5的废气为与冷却液进行热交换降温后的废气，可以有效提高安全性。而且，当第一阀门6关闭且第二阀门4开启时，使废气仅可以从排气管1流经废气再循环组件2后通过废气管3流回排气管1，构成循环回路，从而可以利用废气的热量有效加热发动机冷却液，快速暖机满足驾驶员采暖需求。

在本发明的一些可选实施例中，参照图1和图2，单向阀311设在第二阀门4的远离废气再循环组件2的一侧。如此设置，当出液口22处的冷却液温度较低时，第二阀门4可以直接封堵废气管路31，可以避免废气流经单向阀311，从而可以延长单向阀311的使用寿命，保证车辆的热管理系统100的可靠性。

根据本发明第二方面实施例的车辆(图未示出)，包括发动机和根据本发明上述第一方面实施例的车辆的热管理系统100，热管理系统100的排气管1与发动机的排气门连通，热管理系统100的进气管5与发动机的进气门连通。

根据本发明实施例的车辆，通过采用上述的热管理系统100，可以实现快速暖机功能，有效满足驾驶员的采暖需求，无需额外开发热交换器和电加热装置，结构简单，且可以有效节省能源，降低成本。

根据本发明实施例的车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种车辆的热管理系统，所述车辆包括发动机，其特征在于，所述热管理系统包括：

进气管，所述进气管适于与所述发动机的进气门连通；

排气管，所述排气管适于与所述发动机的排气门连通；

废气再循环组件，所述废气再循环组件包括冷却管路和废气再循环管路，所述冷却管路和所述废气再循环管路之间适于发生热交换，所述废气再循环管路包括废气再循环进口和废气再循环出口，所述排气管、所述废气再循环进口、所述废气再循环出口和所述进气管依次连通；

第一阀门，所述第一阀门用于控制所述废气再循环出口和所述进气管之间的导通与隔断；

废气管，所述废气管的一端与所述废气再循环出口相连通，所述废气管的另一端与所述排气管相连通。

2.根据权利要求1所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述废气管与所述排气管的连接处位于所述废气再循环进口与所述排气管的连接处的下游。

3.根据权利要求1所述的车辆的热管理系统，其特征在于，进一步包括：

第二阀门，所述第二阀门用于控制所述废气管的两端之间的导通与隔断。

4.根据权利要求3所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述冷却管路包括进液口和出液口，当所述出液口处的冷却液的温度高于设定温度阈值时所述第二阀门隔断所述废气管的两端的连通，当所述出液口处的冷却液的温度低于所述设定温度阈值时所述第二阀门打开以使所述废气管的两端连通。

5.根据权利要求4所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述出液口处设有出液管，所述第二阀门包括阀体和可移动地设在所述阀体上的阀杆，所述阀体设在所述出液管处，所述阀杆在使所述废气管的两端连通的导通位置和使所述废气管的两端隔断的隔断位置之间可移动，所述阀杆的自由端伸入所述废气管内，

当所述出液口处的冷却液的温度高于设定温度阈值时，所述阀体将所述阀杆驱动至所述隔断位置；当所述出液口处的冷却液的温度低于所述设定温度阈值时，所述阀体将所述阀杆驱动至所述导通位置。

6.根据权利要求5所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述废气管上形成有与所述废气管内部连通的连通槽，

当所述阀杆位于所述导通位置时所述阀杆的所述自由端位于所述连通槽内，当所述阀杆位于所述隔断位置时所述阀杆的所述自由端伸出所述连通槽。

7.根据权利要求6所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述连通槽由所述废气管的一部分朝向所述阀体的方向凸出形成。

8.根据权利要求5所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述废气管包括安装段，所述安装段与所述出液管平行，所述阀杆的所述自由端伸入所述安装段内。

9.根据权利要求5所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述阀体内设有感温包，当所述出液口处的冷却液的温度高于设定温度阈值时，所述感温包膨胀以使所述阀杆从所述导通位置移动至所述隔断位置。

10.根据权利要求3-9中任一项所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述废气管内设有单向阀，所述单向阀构造成从所述废气再循环出口排出的气体单向地流向所述排气管。

11.根据权利要求10所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述单向阀设在所述第二阀门的远离所述废气再循环组件的一侧。

12.一种车辆，其特征在于，包括发动机和根据权利要求1-11中任一项所述的车辆的热管理系统，所述热管理系统的排气管与所述发动机的排气门连通，所述热管理系统的进气管与所述发动机的进气门连通。

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