DE102013206651B4 - System and method for heating a battery in a hybrid vehicle using exhaust gas - Google Patents

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Abstract

System (100) zum Heizen einer Batterie (146) in einem Hybridfahrzeug (10) unter Verwendung von Abgas, umfassend:eine Abgasleitung (112), durch die Abgas strömt;eine mit der Abgasleitung (112) in Verbindung stehende Abgaswärmerückgewinnungs-(AGWR-)Vorrichtung (110), die einen Umlenkschalter (114) aufweist, der Abgas aus der Abgasleitung (112) entweder direkt oder über einen AGWR-Wärmetauscher (120), der zur Übertragung thermischer Energie an ein Wärmeübertragungsfluid dient, an eine Abgasaustrittsleitung (117) lenken kann;einen Temperatursensor (202) zum Erfassen einer Temperatur der Batterie (146);einen Controller (200) zum Bestimmen, dass die Temperatur der Batterie (146) unterhalb einer vorbestimmten Temperatur liegt; undeinen Wärmetauscher (140) in thermischer Verbindung mit einer Batteriedeckplatte (144) der Batterie (146) zum Übertragen thermischer Energie von dem Wärmeübertragungsfluid auf die Batteriedeckplatte (144), so dass die Temperatur der Batterie (146) ansteigt,wobei der Controller (200), wenn die Temperatur der Batterie (146) unterhalb der vorbestimmten Temperatur liegt, den Umlenkschalter (114) so schaltet, dass das Abgas an den AGWR-Wärmetauscher (120) zur Übertragung thermischer Energie an ein Wärmeübertragungsfluid strömt.A system (100) for heating a battery (146) in a hybrid vehicle (10) using exhaust gas, comprising:an exhaust pipe (112) through which exhaust gas flows;an exhaust gas heat recovery (EGWR) system in communication with the exhaust pipe (112). ) Apparatus (110) having a diverter switch (114) that transfers exhaust gas from the exhaust line (112) to an exhaust gas outlet line (117) either directly or via an AGWR heat exchanger (120) that is used to transfer thermal energy to a heat transfer fluid a temperature sensor (202) for sensing a temperature of the battery (146); a controller (200) for determining that the temperature of the battery (146) is below a predetermined temperature; and a heat exchanger (140) in thermal communication with a battery deck (144) of the battery (146) for transferring thermal energy from the heat transfer fluid to the battery deck (144) to increase the temperature of the battery (146),wherein the controller (200) if the temperature of the battery (146) is below the predetermined temperature, switches the diverter switch (114) so that the exhaust gas flows to the AGWR heat exchanger (120) for transferring thermal energy to a heat transfer fluid.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/625,963 ( US 2013/0 280 561 A1 ), die am 18. April 2012 eingereicht wurde und deren Offenbarung hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.This application claims priority from U.S. Provisional Patent Application No. 61/625,963 ( US 2013/0 280 561 A1 ) filed April 18, 2012, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die Erfindung betrifft ein System und Verfahren zum Heizen einer Batterie in einem Hybridfahrzeug unter Verwendung von Abgas.The invention relates to a system and method for heating a battery in a hybrid vehicle using exhaust gas.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Bei Hybridfahrzeugsystemen kann eine Brennkraftmaschine mit einer oder mehreren Batterien (und elektrischen Motoren-Generatoren) kombiniert sein, um Hybridantriebsstränge zu bilden. Bei einigen Konfigurationen kann die Brennkraftmaschine die Vorderräder antreiben, während die Batterien die Hinterräder über einen Motor antreiben können. Gegenwärtige Batterien, wie Lithiumionenbatterien, können eine verminderte Leistungsfähigkeit haben, wenn die Umgebungslufttemperatur oder die Batteriezellentemperatur unterhalb einer gewissen kalten Temperatur liegt, wie unterhalb minus 8 Grad Celsius. Die verminderte Leistungsfähigkeit führt zu einer verminderten Hybridfunktionalität, wie Regenerationsbetriebsabläufen und Start/Stopp-Funktionalität. Die verminderte Batterieleistungsfähigkeit kann zu einer verminderten Allradantriebsfunktionalität führen, wenn die Hinterräder durch eine Hybridbatterie angetrieben werden, wie durch eine Lithiumionenbatterie. Um die Batterieleistungsfähigkeit zu verbessern, besitzen einige Hybridsysteme Plug-In- bzw. Einsteck-Heizungen vom Widerstandstyp, die die Batterien erwärmen, wenn das Hybridbatteriesystem zum Laden der Batterien eingesteckt wird. Jedoch sind an vielen Orten, wie Flughafen oder anderen kommerziellen und privaten Parkplätzen keine Einsteck-Ladeeinheiten verfügbar. Zusätzlich kann die Einsteckfähigkeit nicht an allen Hybridmodellen angeboten werden oder nicht mit einer Batterieheizung verbunden werden. Bei anderen Systemen können Nutzer das Fahrzeug im Leerlauf lassen, um Komponententemperaturen zu erhöhen, wobei sich jedoch bei Lithiumionenbatterien die Batterien allgemein nicht erwärmen, während die Brennkraftmaschine läuft.In hybrid vehicle systems, an internal combustion engine may be combined with one or more batteries (and electric motor-generators) to form hybrid powertrains. In some configurations, the engine can drive the front wheels while the batteries can drive the rear wheels via a motor. Current batteries, such as lithium ion batteries, can have reduced performance when the ambient air temperature or battery cell temperature is below a certain cold temperature, such as below minus 8 degrees Celsius. The reduced performance results in reduced hybrid functionality, such as regeneration operations and start/stop functionality. The reduced battery performance may result in reduced all-wheel drive functionality when the rear wheels are powered by a hybrid battery, such as a lithium ion battery. To improve battery performance, some hybrid systems have plug-in resistive-type heaters that heat the batteries when the hybrid battery system is plugged in to charge the batteries. However, plug-in chargers are not available in many places such as airports or other commercial and private parking lots. Additionally, plug-in capability may not be offered on all hybrid models or coupled with a battery heater. In other systems, users can leave the vehicle idling to increase component temperatures, but with lithium ion batteries, the batteries generally do not warm up while the engine is running.

Die WO 2012 / 131 256 A1 offenbart ein System für Elektrofahrzeuge, das sowohl thermische als auch elektrische Energie bereitstellt, um drei Einrichtungen (Batterie, Fahrgastraum und wärmeerzeugenden Motor) zu kühlen bzw. zu erwärmen. Hierbei sind ein Reichweitenverlängerer, eine Vorrichtung mit Seebeck-Effekt sowie zwei Heizungen vorgesehen. Die Seebeck-Vorrichtung weist eine heiße Quelle und eine kalte Quelle auf und erzeugt elektrischen Strom. Die heiße Quelle der Seebeck-Vorrichtung besteht aus einem Wärmetauscher, der heiße Verbrennungsgase von dem Reichweitenverlängerer aufnimmt. Die kalte Quelle besteht aus einem Wärmetauscher, der kaltes Fluid aufnimmt und mit den drei Einrichtungen zum Kühlen derselben in Verbindung steht. Die beiden Heizungen bieten die Möglichkeit eines Erwärmens der drei Einrichtungen. Weiter weist das System eine Schaltvorrichtung, die das Fluid von der kalten Quelle der Seebeck-Vorrichtung an eine oder mehrere der Einrichtungen zum Kühlen/Erwärmen schalten kann, und eine Vorrichtung zum Steuern der Schaltvorrichtung auf, die von dem Fahrer des Fahrzeugs oder durch den Autopiloten aktiviert werden kann.The WO 2012/131 256 A1 discloses an electric vehicle system that provides both thermal and electrical energy to respectively cool and heat three devices (battery, passenger compartment and heat-generating engine). Here, a range extender, a device with the Seebeck effect and two heaters are provided. The Seebeck device has a hot source and a cold source and generates electrical power. The hot spring of the Seebeck device consists of a heat exchanger that receives hot combustion gases from the range extender. The cold source consists of a heat exchanger that receives cold fluid and communicates with the three devices for cooling it. The two heaters offer the possibility of heating the three devices. The system further includes a switching device that can switch the fluid from the cold source of the Seebeck device to one or more of the cooling/heating devices, and a device for controlling the switching device, which can be operated by the driver of the vehicle or by the autopilot can be activated.

Die DE 10 2008 045 407 A1 beschreibt eine Temperatursteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, dass eine Brennkraftmaschine aufweist. Hierbei weist die Temperatursteuervorrichtung eine Klimaanlageneinheit zur Erzeugung temperaturgesteuerter Luft für den Innenraum eines Fahrzeugs, eine elektrische Heizeinheit sowie einen Wärmetauscher auf. Der Wärmetauscher gewinnt Wärme aus einem Abgas der Brennkraftmaschine. Dabei ist es möglich, die Klimaanlageneinheit zusätzlich zu der über den Wärmetauscher gewonnenen Wärme mit Wärme der elektrischen Heizeinheit zu heizen.The DE 10 2008 045 407 A1 describes a temperature control device for a hybrid vehicle having an internal combustion engine. In this case, the temperature control device has an air conditioning unit for generating temperature-controlled air for the interior of a vehicle, an electric heating unit and a heat exchanger. The heat exchanger extracts heat from an exhaust gas of the internal combustion engine. In this case, it is possible to heat the air-conditioning unit with heat from the electric heating unit in addition to the heat obtained via the heat exchanger.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein System und Verfahren zum Heizen einer Batterie in einem Hybridfahrzeug zu schaffen, das in Abhängigkeit der Temperatur der Batterie während des Betriebs zuschaltbar ist, um auf effiziente Weise eine verminderte Leistungsfähigkeit der Batterie aufgrund kalter Temperaturen zu vermeiden.The object of the invention is to provide a system and method for heating a battery in a hybrid vehicle that can be switched on depending on the temperature of the battery during operation in order to efficiently avoid reduced battery performance due to cold temperatures.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 3 und 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is solved by the subject matter of claims 1, 3 and 9. Advantageous developments of the invention are described in the dependent claims.

Bei einer Ausführungsform kann ein System zum Erwärmen einer Batterie in einem Hybridfahrzeug unter Verwendung von Abgas vorgesehen sein. Das System umfasst eine Abgaswärmerückgewinnungs-(AGWR-)Vorrichtung zum Lenken von Abgas an einen AGWR-Wärmetauscher zur Übertragung thermischer Energie an ein Wärmeübertragungsfluid. Das System weist auch einen Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur der Batterie und einen Controller zur Bestimmung auf, dass die Temperatur der Batterie unterhalb einer vorbestimmten Temperatur liegt. Das System umfasst ferner einen Wärmetauscher in thermischer Verbindung mit einer Batteriedeckplatte zur Übertragung thermischer Energie von dem Wärmeübertragungsfluid an die Batteriedeckplatte, wenn der Controller angibt, dass die Temperatur der Batterie unterhalb der vorbestimmten Temperatur liegt, wobei die Temperatur der Batterie ansteigt.In one embodiment, a system for heating a battery in a hybrid vehicle using exhaust gas may be provided. The system includes an exhaust heat recovery (EGWR) device for directing exhaust gas to an AGWR heat exchanger for transferring thermal energy to a heat transfer fluid. The system also includes a temperature sensor for sensing a temperature of the battery and a controller for determining that the temperature of the battery is below a predetermined temperature. The system includes and a heat exchanger in thermal communication with a battery deck for transferring thermal energy from the heat transfer fluid to the battery deck when the controller indicates the temperature of the battery is below the predetermined temperature, wherein the temperature of the battery is increasing.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann ein System zum Heizen und Laden einer Batterie in einem Hybridfahrzeug unter Verwendung von Abgas vorgesehen sein. Das System umfasst eine Abgaswärmerückgewin-nungs-(AGWR-)Vorrichtung mit einem AGWR-Wärmetauscher zur Übertragung thermischer Energie an ein Wärmeübertragungsfluid. Das System umfasst auch einen Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur der Batterie, einen Ladezustandsanzeiger zum Anzeigen des Ladezustandes der Batterie und einen Controller zum Überwachen eines Signals von dem Temperatursensor und eines Signals von dem Ladezustandsanzeiger. Das System umfasst ferner einen ersten Wärmetauscher zur thermischen Verbindung mit einer Batteriedeckplatte und einen zweiten Wärmetauscher zum elektrischen Laden der Batterie. Das System umfasst ferner, dass der Controller auf Grundlage der Temperatur und des Ladezustandes der Batterie ermöglicht, dass Wärmeübertragungsfluid zu zumindest einem von dem ersten Wärmetauscher und dem zweiten Wärmetauscher strömen kann.In another embodiment, a system for heating and charging a battery in a hybrid vehicle using exhaust gas may be provided. The system includes an exhaust heat recovery (EGWR) device having an AGWR heat exchanger for transferring thermal energy to a heat transfer fluid. The system also includes a temperature sensor for sensing a temperature of the battery, a state of charge indicator for indicating the state of charge of the battery, and a controller for monitoring a signal from the temperature sensor and a signal from the state of charge indicator. The system further includes a first heat exchanger for thermal communication with a battery cover plate and a second heat exchanger for electrically charging the battery. The system further includes where the controller allows heat transfer fluid to flow to at least one of the first heat exchanger and the second heat exchanger based on the temperature and state of charge of the battery.

Bei einer anderen Ausführungsform kann ein Verfahren zum Heizen und Laden einer Batterie, die eine Batteriedeckplatte aufweist, in einem Hybridfahrzeug unter Verwendung von Abgas, das thermische Energie besitzt, und Wärmeübertragungsfluid in einem Wärmeübertragungskreislauf, der einen ersten Wärmetauscher, einen zweiten Wärmetauscher und eine thermoelektrische Vorrichtung aufweist, vorgesehen sein. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen einer Temperatur der Batterie, ein Bestimmen eines Ladezustandes der Batterie und ein thermisches Verbinden des Abgases, das thermische Energie aufweist, mit dem Wärmeübertragungsfluid. Das Verfahren setzt das thermische Verbinden des ersten Wärmetauschers mit dem Wärmeübertragungsfluid fort, wenn die Temperatur der Batterie unterhalb einer ersten vorbestimmten Temperatur oder einer zweiten vorbestimmten Temperatur liegt, so dass der erste Wärmetauscher Wärmeübertragungsfluid aufnimmt und thermisch mit der Batteriedeckplatte verbunden ist, so dass die Temperatur der Batterie ansteigt, und setzt ein thermisches Verbinden des zweiten Wärmetauschers mit dem Wärmeübertragungsfluid fort, wenn die Temperatur der Batterie zwischen der ersten vorbestimmten Temperatur und der zweiten vorbestimmten Temperatur liegt und ein Ladezustand der Batterie unterhalb eines vorbestimmten Ladezustandes liegt, so dass der zweite Wärmetauscher das Wärmeübertragungsfluid aufnimmt und mit der thermoelektrische Vorrichtung thermisch verbunden ist, was einen Stromfluss zur Folge hat, der die Batterie lädt, so dass der Ladezustand der Batterie ansteigt.In another embodiment, a method of heating and charging a battery having a battery cover plate in a hybrid vehicle using exhaust gas having thermal energy and heat transfer fluid in a heat transfer circuit that includes a first heat exchanger, a second heat exchanger, and a thermoelectric device has, be provided. The method includes determining a temperature of the battery, determining a state of charge of the battery, and thermally communicating the exhaust gas having thermal energy with the heat transfer fluid. The method continues thermally connecting the first heat exchanger to the heat transfer fluid when the temperature of the battery is below a first predetermined temperature or a second predetermined temperature such that the first heat exchanger receives heat transfer fluid and is thermally connected to the battery cover plate such that the temperature of the battery increases, and continues thermally connecting the second heat exchanger to the heat transfer fluid when the temperature of the battery is between the first predetermined temperature and the second predetermined temperature and a state of charge of the battery is below a predetermined state of charge such that the second heat exchanger receives heat transfer fluid and is thermally connected to the thermoelectric device, resulting in a current flow that charges the battery as a result, so that the state of charge of the battery increases.

Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der besten Moden und anderen Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung, wie in den angefügten Ansprüchen definiert ist, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.The above features and advantages, as well as other features and advantages of the present invention are readily apparent from the following detailed description of some of the best modes and other embodiments for carrying out the invention as defined in the appended claims when taken in connection with the accompanying drawings.

Figurenlistecharacter list

  • 1A und 1B sind schematische Darstellungen der Unterseite eines Hybridfahrzeugs mit dem System zur Verwendung von Abgas, um eine Batterie zu erwärmen und zu laden; 1A and 1B 12 are schematic representations of the underside of a hybrid vehicle with the system for using exhaust gas to heat and charge a battery;
  • 2 ist eine schematische Darstellung des Systems zur Verwendung von Abgas zum Heizen und Laden einer Batterie in dem Hybridfahrzeug der 1A und 1B; und 2 12 is a schematic representation of the system for using exhaust gas to heat and charge a battery in the hybrid vehicle of FIG 1A and 1B ; and
  • 3 ist ein Flussdiagramm für das Verfahren zur Verwendung von Abgas, um eine Batterie für das Hybridfahrzeug der 1A und 1B zu heizen und zu laden. 3 FIG. 12 is a flow chart for the method of using exhaust gas to charge a battery for the hybrid vehicle of FIG 1A and 1B to heat and load.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen über die verschiedenen Ansichten hinweg gleiche Komponenten betreffen, zeigen die 1A und 1B schematische Darstellungen der Unterseite eines Hybridfahrzeugs 10, wie eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV). 1A zeigt das Hybridfahrzeug 10, wobei das System 100 der vorliegenden Erfindung detailliert gezeigt ist, während 1B Systemkomponenten zeigt, wie die AGWR-Vorrichtung 110 und den Wärmeübertragungskreislauf 190, wobei einige Verbindungen nicht gezeigt sind, um zu ermöglichen, dass andere Komponenten des Hybridfahrzeugs 10 deutlich zu sehen sind. Das Hybridfahrzeug 10 weist eine Brennkraftmaschine 12, wie eine Maschine vom Funkenzündungs- oder vom Kompressionszündungstyp auf, die derart konfiguriert ist, Leistung zu erzeugen, und die zum Antrieb von Vorderrädern 14 durch ein Getriebe/einen Antriebsstrang 18 angepasst ist, um das Hybridfahrzeug 10 anzutreiben. Die Brennkraftmaschine 12 weist viele andere herkömmliche Komponenten auf, die nicht gezeigt sind, deren Existenz jedoch bekannt und dem Fachmann offensichtlich ist. Die Batterie 146, die zu dem Heck des Hybridfahrzeugs 10 (zusammen mit einem Elektromotor, nicht gezeigt) montiert ist, treibt Hinterräder 16 an. Separate Antriebsmechanismen ermöglichen, dass das Hybridfahrzeug 10 in einem Allradantrieb (AWD) betrieben werden kann, der dafür bekannt ist, dass die Fahrzeughandhabung während winterlicher oder anderer Wetterbedingungen verbessert wird, die üblicherweise mit geringeren Umgebungslufttemperaturen in Verbindung stehen. Während des Motorbetriebs emittiert die Brennkraftmaschine 12 Nachverbrennungsgase an die Umgebung über ein Abgassystem 38. Das Abgassystem 38 weist viele andere herkömmliche Komponenten auf, die nicht gezeigt sind, deren Existenz jedoch bekannt und dem Fachmann offensichtlich ist. Das Abgas enthält Wärme oder thermische Energie, die in dem Verbrennungsprozess entwickelt wird.Referring to the drawings, wherein like reference characters refer to like components throughout the several views, FIG 1A and 1B Schematic representations of the underside of a hybrid vehicle 10, such as a hybrid electric vehicle (HEV). 1A 12 shows hybrid vehicle 10, with system 100 of the present invention being shown in detail, while FIG 1B System components are shown, such as AGWR device 110 and heat transfer circuit 190, with some connections not shown to allow other components of hybrid vehicle 10 to be clearly seen. The hybrid vehicle 10 includes an internal combustion engine 12, such as a spark-ignition or compression-ignition type engine, configured to generate power and adapted to drive front wheels 14 through a transmission/driveline 18 to propel the hybrid vehicle 10 . The engine 12 includes many other conventional components that are not shown, but the existence of which is known and apparent to those skilled in the art. The battery 146, which is mounted to the rear of the hybrid vehicle 10 (along with an electric motor, not shown), drives rear wheels 16. FIG. Separate drive mechanisms allow It is understood that the hybrid vehicle 10 can be operated in an all wheel drive (AWD) mode, which is known to improve vehicle handling during wintry or other weather conditions typically associated with lower ambient air temperatures. During engine operation, the internal combustion engine 12 emits afterburning gases to the atmosphere via an exhaust system 38. The exhaust system 38 includes many other conventional components that are not shown, but the existence of which is known and will be apparent to those skilled in the art. The exhaust gas contains heat or thermal energy that is developed in the combustion process.

Bezug nehmend auf die 1A, 1B und 2 allgemein als ein Überblick umfasst das System 100 einen AGWR-Wärmetauscher 120 in dem Abgassystem 38, einen ersten Wärmetauscher 140 zum Heizen der Batterie 146 und einen zweiten Wärmetauscher 160 zur Bereitstellung von Wärme an eine thermoelektrische Vorrichtung 170 zum Laden der Batterie 146. Das System 100 umfasst auch eine Fluidzirkulationsanordnung von Fluidzufuhrleitungen 124, 128, 130, 132 und 152 sowie Fluidrückführleitungen 131 und 180 zwischen dem ersten und zweiten AGWR-Wärmetauscher 120, 140 und 160. Das erhitzte Fluid, das in diesen Leitungen strömt, wird durch ein erstes Fluidströmungssteuerventil 126 zum Heizen der Batterie 146 und ein zweites Fluidströmungssteuerventil 150 zum Laden der Batterie 146 geführt. Um die gewünschten Ergebnisse zu erreichen, werden das erste und zweite Fluidströmungssteuerventil 126 bzw. 150 so gesteuert, dass sie zusammenwirken, dass die Menge oder Mengen von erhitztem Fluid in der Fluidzufuhrleitung 124, die an einen oder beide des ersten Wärmetauschers und des zweiten Wärmetauschers 140 und 160 verteilt werden sollen, von der Temperatur der Batterie 146 und/oder dem Ladezustand der Batterie 146 abhängen.Referring to the 1A , 1B and 2 Generally, as an overview, the system 100 includes an AGWR heat exchanger 120 in the exhaust system 38, a first heat exchanger 140 for heating the battery 146, and a second heat exchanger 160 for providing heat to a thermoelectric device 170 for charging the battery 146. The system 100 also includes a fluid circulation arrangement of fluid supply lines 124, 128, 130, 132 and 152 and fluid return lines 131 and 180 between the first and second AGWR heat exchangers 120, 140 and 160. The heated fluid flowing in these lines is controlled by a first fluid flow control valve 126 for heating the battery 146 and a second fluid flow control valve 150 for charging the battery 146. To achieve the desired results, the first and second fluid flow control valves 126 and 150, respectively, are controlled to cooperate to regulate the amount or amounts of heated fluid in the fluid supply line 124 that is supplied to one or both of the first heat exchanger and the second heat exchanger 140 and 160 to be distributed may depend on the temperature of the battery 146 and/or the state of charge of the battery 146.

Insbesondere, und wie in 1A angezeigt ist, kann das System 100 zum Heizen und Laden einer Batterie mit dem Abgassystem 38 verbunden sein. Eine Abgaswärmerückgewinnungs-(AGWR-)Vorrichtung 110 ist mit dem Abgassystem 38 beispielsweise nahe der Batterie 146 verbunden, die das Abgas zum Wärmen und Laden verwendet. Die Anordnung der AGWR-Vorrichtung 110 irgendwo entlang des Abgassystems 38 ist gemäß der vorliegenden Erfindung möglich. Eine Anordnung näher zu der Brennkraftmaschine 12 kann weniger Wärmeverlust in dem System bereitstellen, während eine Anordnung näher an der Batterie 146 die Systemansprechzeit verbessern kann, da kürzere Fluidzufuhr- und Rückführleitungen (mit weniger Fluidmasse) erforderlich sind, um die Batterie 146 zu erreichen. Dadurch, dass die AGWR-Vorrichtung 110 näher an der Brennkraftmaschine 12 als an der Batterie 146 angeordnet wird, kann mehr Wärme in dem Abgas beibehalten und somit mehr Wärme an die Batterie 146 geliefert werden. Die AGWR-Vorrichtung 110 ist eine Vorrichtung, die dazu verwendet worden ist, Abgas, das thermische Energie besitzt, abzufangen und dieses zur Erhitzung von Motorkühlmittel und Getriebefluiden in Systemen mit einer Brennkraftmaschine abzufangen. Die AGWR-Vorrichtung 110 weist einen AGWR-Wärmetauscher 120 auf. Wenn das Wärmeübertragungsfluid in thermischer Verbindung oder Wärmeaustauschkommunikation mit dem AGWR-Wärmetauscher 120 strömt, strömt und zirkuliert dieses durch Fluidleitungen, wie die Fluidzufuhrleitung 124 und die Fluidrückführleitung 180 des Wärmeübertragungskreislaufs 190, wie allgemein in 1A und detaillierter in 2 gezeigt ist. Der Begriff Wärmeaustauschkommunikation betrifft einen nützlichen direkten Wärmeaustausch zwischen zwei oder mehr Fluiden durch eine Wärmetauschervorrichtung. Weiter Bezug nehmend auf 2 führt die Fluidrückführleitung 180 des Wärmeübertragungskreislaufs 190 gebrauchtes Wärmeübertragungsfluid nach Bedarf zurück zu der AGWR-Vorrichtung 110 zum Wiedergebrauch oder zur Rezirkulation in dem System 100. Die Pumpe 122 kann die Strömung oder Zirkulation zwischen der Fluidzufuhrleitung 124 und der Fluidrückführleitung 180 bereitstellen. Ein Controller 200 kann nahe der Batterie 146 oder an anderer Stelle in dem Hybridfahrzeug 10 montiert sein, um Signale an Signalleitungen 203 und 205 von einem Batterietemperatursensor 202 bzw. einem Batterieladezustands-(SOC-)Anzeiger 204 zu empfangen. Obwohl die Signalleitungen 203 und 205 von dem Batterietemperatursensor 202 bzw. dem Batterieladezustandsanzeiger 204 zu dem Controller 200 verdrahtet gezeigt sind, können sie in einem seriellen Datenkabel, das andere Daten von einem Batteriecontroller enthält, enthalten sein, können drahtlose Kanäle zur Übertragung von Signalen sein oder können andere bekannte Techniken zum Senden von Signalen an den Controller 200 verwenden. (Über diese Beschreibung hinweg kann der Begriff Signalleitung beliebige Vorrichtungen zum Senden von Signalen aufweisen, wie dem Fachmann bekannt ist.) Der Controller 200 kann dann Signale, wie auf Signalleitung 206, an die AGWR-Vorrichtung 110 und, wie auf Signalleitungen 207 und 208, an das erste und zweite Fluidströmungssteuerventil 126 bzw. 150 in dem Wärmeübertragungskreislauf 190 senden, um das Verfahren der vorliegenden Erfindung auszuführen. Der Controller 200 kann eine oder mehrere Komponenten (nicht separat gezeigt) mit einem Speichermedium und einer geeigneten Größe an programmierbarem Speicher aufweisen, der in der Lage ist, einen oder mehrere Algorithmen oder Verfahren auszuführen, um eine Steuerung der Vorrichtungen, wie beschrieben ist, zu bewirken, einschließlich dem Verfahren 300 von 3 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Controller 200 kann Teil eines existierenden Controllers sein, wie er in mehreren Fahrzeuganwendungen verwendet wird.In particular, and as in 1A As indicated, the system 100 may be connected to the exhaust system 38 for heating and charging a battery. An exhaust heat recovery (EGWR) device 110 is connected to the exhaust system 38, for example near the battery 146, which uses the exhaust for heating and charging. Location of the AGWR device 110 anywhere along the exhaust system 38 is possible in accordance with the present invention. Locating closer to engine 12 may provide less heat loss in the system, while locating closer to battery 146 may improve system response time because shorter fluid supply and return lines (with less fluid mass) are required to reach battery 146. By locating the AGWR device 110 closer to the engine 12 than to the battery 146 , more heat may be retained in the exhaust and thus more heat may be provided to the battery 146 . The AGWR device 110 is a device that has been used to capture exhaust gas that has thermal energy and to capture it to heat engine coolant and transmission fluids in systems with an internal combustion engine. The AGWR device 110 includes an AGWR heat exchanger 120 . When the heat transfer fluid is in thermal communication or heat exchange communication with the AGWR heat exchanger 120, it flows and circulates through fluid lines, such as the fluid supply line 124 and the fluid return line 180 of the heat transfer circuit 190, as generally shown in FIG 1A and more detailed in 2 is shown. The term heat exchange communication refers to useful direct heat exchange between two or more fluids through a heat exchange device. Further referring to 2 For example, the fluid return line 180 of the heat transfer circuit 190 returns used heat transfer fluid to the AGWR device 110 for reuse or recirculation in the system 100 as needed. The pump 122 can provide the flow or circulation between the fluid supply line 124 and the fluid return line 180. A controller 200 may be mounted near the battery 146 or elsewhere in the hybrid vehicle 10 to receive signals on signal lines 203 and 205 from a battery temperature sensor 202 and a battery state of charge (SOC) indicator 204, respectively. Although signal lines 203 and 205 are shown wired from battery temperature sensor 202 and battery charge level indicator 204, respectively, to controller 200, they may be included in a serial data cable carrying other data from a battery controller, may be wireless channels for transmitting signals, or may use other known techniques to send signals to the controller 200. (Throughout this description, the term signal line can include any device for sending signals, as is known to those skilled in the art.) The controller 200 can then send signals, as on signal line 206, to the AGWR device 110 and, as on signal lines 207 and 208 , to the first and second fluid flow control valves 126 and 150, respectively, in the heat transfer circuit 190 to carry out the method of the present invention. Controller 200 may include one or more components (not shown separately) having a storage medium and an appropriate amount of programmable memory capable of executing one or more algorithms or methods to provide control of the devices as described cause, including the method 300 of 3 according to the present invention. the con troller 200 may be part of an existing controller as used in various vehicle applications.

Eine detaillierte schematische Darstellung des Systems 100 der vorliegenden Erfindung ist in 2 gezeigt. Das Abgas strömt in die AGWR-Vorrichtung 110 durch die Abgasleitung 112. Ein Umlenkventil oder -schalter 114 lenkt das Abgas in die Abgasleitung 118 zur Verwendung in dem AGWR-Wärmetauscher 120 oder in die Abgasleitung 116. In jedem Fall tritt das Abgas schließlich in die Abgasaustrittsleitung 117 ein und verlässt das Hybridfahrzeug 10 durch das Fahrzeugabgassystem 38 (in den 1A und 1B gezeigt). Das Umlenkventil oder der Umlenkschalter 114 kann federbetätigt sein, wie eine Bimetallfeder in einem Terrassen-Haushaltsthermometer; kann durch einen Wachsmotor gesteuert sein; oder kann irgendein anderer geeigneter Schalter oder irgendein anderes geeignetes Ventil zur Verwendung in einem derartigen Abgassystem sein, und kann auch auf ein Signal über eine Signalleitung 206 von dem Controller 200 ansprechen, wie ein elektrisch betätigtes Ventil ähnlich einem Motordrosselsteuerventil.A detailed schematic of the system 100 of the present invention is shown in FIG 2 shown. The exhaust gas flows into the AGWR device 110 through the exhaust line 112. A diverter valve or switch 114 directs the exhaust gas into the exhaust line 118 for use in the AGWR heat exchanger 120 or into the exhaust line 116. In either case, the exhaust gas eventually enters the Exhaust exit line 117 and exits hybrid vehicle 10 through vehicle exhaust system 38 (in Figs 1A and 1B shown). The diverter valve or switch 114 may be spring actuated, such as a bimetallic spring in a domestic patio thermometer; can be controlled by a wax motor; or may be any other suitable switch or valve for use in such an exhaust system, and may also be responsive to a signal over signal line 206 from controller 200, such as an electrically actuated valve similar to an engine throttle control valve.

Weiter Bezug nehmend auf 2 wird, wenn Abgas durch den AGWR-Wärmetauscher 120 gelenkt wird, die Wärme auf das Wärmeübertragungsfluid in der Fluidzufuhrleitung 124 des Wärmeübertragungskreislaufs 190 des Systems 100 übertragen. Die Fluidzufuhrleitung 124 ist mit der Pumpe 122 zur Beibehaltung des Drucks und/oder der Strömung in den Fluidleitungen des Wärmeübertragungskreislaufs 190 ungeachtet des Zustandes der Brennkraftmaschine 12 verbunden. (Die Pumpe 122 kann an mehreren verschiedenen Stellen in dem Wärmeübertragungskreislauf 190 angeordnet sein, muss jedoch in dem System verbunden sein, um den gewünschten Druck und/oder die gewünschte Strömung des zirkulierenden Fluids in den Zufuhr- und Rückführfluidleitungen beizubehalten.) Der Fachmann erkennt, dass ein System ohne Pumpe 122 eine gewisse Wärmeübertragung bereitstellen kann, da das thermische System sich natürlicherweise zu einem Gleichgewicht bewegt und nach Bedarf verwendet werden kann. Ein Fluidreservoir 125, das eine Überlaufflasche und/oder eine Druckkappe aufweist, kann enthalten sein, wie in typischen Wärmeübertragungssystemen bekannt ist. Das Fluidreservoir 125 kann druckbeaufschlagt oder nicht druckbeaufschlagt sein, um gewünschte Ergebnisse zu erreichen. Wie es in der Technik bekannt ist, kann das thermische System Entlüftungsleitungen oder Luftabscheider zur Entlüftung zusätzlich zu dem Fluidreservoir 125, das zur thermischen Expansion verwendet wird, aufweisen. Diese optionalen Vorrichtungen können abhängig von dem verwendeten Wärmeübertragungsfluid erforderlich sein, das nur beispielhaft ein 50/50 Glykol/Wasser-Fluid wie auch andere bekannte Fluide zum Erreichen gewünschter Ergebnisse sein kann.Further referring to 2 When exhaust gas is directed through the AGWR heat exchanger 120 , the heat is transferred to the heat transfer fluid in the fluid supply line 124 of the heat transfer circuit 190 of the system 100 . The fluid supply line 124 is connected to the pump 122 for maintaining pressure and/or flow in the fluid lines of the heat transfer circuit 190 regardless of the condition of the engine 12 . (The pump 122 can be located at several different locations in the heat transfer circuit 190, but must be connected in the system to maintain the desired pressure and/or flow of the circulating fluid in the supply and return fluid lines.) Those skilled in the art will recognize that a system without a pump 122 can provide some heat transfer since the thermal system naturally moves to equilibrium and can be used as needed. A fluid reservoir 125 comprising an overflow bottle and/or a pressure cap may be included as is known in typical heat transfer systems. The fluid reservoir 125 may be pressurized or non-pressurized to achieve desired results. As is known in the art, the thermal system may include vent lines or air traps for venting in addition to the fluid reservoir 125 used for thermal expansion. These optional devices may be required depending on the heat transfer fluid used, which, by way of example only, may be a 50/50 glycol/water fluid, as well as other known fluids to achieve desired results.

Als Nächstes strömt das Wärmeübertragungsfluid in ein erstes Fluidströmungssteuerventil 126, das ein Standard-Fluidströmungslenkventil oder eine Umlenkeinrichtung sein kann, das/die elektrisch betätigt, fluidbetätigt oder auf irgendeine geeignete Art und Weise zur Bewegung zwischen Positionen betätigt sein kann. Beispielsweise kann das erste Fluidströmungssteuerventil 126 auf ein Signal über die Signalleitung 207 von dem Controller 200 ansprechen. Abhängig von Anzeigen von dem Controller 200 kann das Wärmeübertragungsfluid dann zu einem zweiten Fluidströmungssteuerventil 150 strömen, das ebenfalls ein Standard-Fluidströmungslenkventil oder eine Umlenkeinrichtung sein kann, das/ die elektrisch betätigt, fluidbetätigt oder auf irgendeine geeignete Weise zur Bewegung zwischen Positionen betätigt sein kann. Beispielsweise kann das zweite Fluidströmungssteuerventil 150 auf ein Signal über die Signalleitung 208 ebenfalls von dem Controller 200 ansprechen. Das erste Fluidströmungssteuerventil 126 lenkt im Wesentlichen das gesamte Wärmeübertragungsfluid durch die Fluidleitung 128 in den ersten Wärmetauscher 140, wenn der Controller 200 durch die Signalleitung 207 anzeigt, dass die Temperatur der Batterie 146 (wie durch einen Temperatursensor 202, der an der Batterie 146 montiert ist, erfasst ist) unterhalb einer vorbestimmten Temperatur T1 (wie nur beispielhaft minus 10 Grad Celsius) liegt. Alternativ dazu kann das erste Fluidströmungssteuerventil 126 andere Wege verwenden, wie oben diskutiert ist, um zu bestimmen, wann eine Position einzustellen ist. Der Temperatursensor 202 ist nur veranschaulichend und kann nach Bedarf mehrere Sensoren verschiedener Typen aufweisen. Der erste Wärmetauscher 140 kann ein gestapelter Flüssigkeits-Wärmetauscher sein, der aus gestapelten Platten geformt ist, durch die die Fluide, die Wärme übertragen, strömen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Fluidübertragung von Fluid zu Fluid oder von Fluid zu Luft abhängig von den gewünschten Konstruktionskriterien erfolgen. Abhängig von den verwendeten Medien leiten die Fluidleitungen 142 in dem Wärmetauscher 140 rückgewonnene Wärme an die Batteriedeckplatte 144, die aus einem thermisch leitenden Material, wie Aluminium, etc., ausgebildet ist, um die Wärme über die Batterie 146 zu verteilen, wobei die Temperatur der Batterie 146 (wie durch den Temperatursensor 202 erfasst ist) und somit die Batterieleistungsfähigkeit auf akzeptable Niveaus sogar dann angehoben werden, obwohl die Umgebungslufttemperatur sehr kalt bleibt. Nach Durchgang durch den Wärmetauscher 140 kehrt das Wärmeübertragungsfluid durch die Fluidzufuhrleitung 130 zurück und, wenn sich das zweite Fluidströmungssteuerventil 150 in einer ersten Position befindet, durch die Fluidrückführleitungen 131 und 180 zurück zu dem AGWR-Wärmetauscher 120.Next, the heat transfer fluid flows into a first fluid flow control valve 126, which may be a standard fluid flow directing valve or diverter that may be electrically actuated, fluid actuated, or actuated in any suitable manner for movement between positions. For example, first fluid flow control valve 126 may be responsive to a signal over signal line 207 from controller 200 . Depending on indications from the controller 200, the heat transfer fluid may then flow to a second fluid flow control valve 150, which may also be a standard fluid flow directing valve or diverter that may be electrically actuated, fluid actuated, or actuated in any suitable manner for movement between positions. For example, the second fluid flow control valve 150 may be responsive to a signal over the signal line 208 from the controller 200 as well. The first fluid flow control valve 126 directs substantially all of the heat transfer fluid through the fluid line 128 into the first heat exchanger 140 when the controller 200 indicates through the signal line 207 that the temperature of the battery 146 (as indicated by a temperature sensor 202 mounted on the battery 146 , detected) is below a predetermined temperature T1 (such as minus 10 degrees Celsius, for example only). Alternatively, the first fluid flow control valve 126 may use other ways, as discussed above, to determine when to adjust a position. The temperature sensor 202 is only illustrative and can include multiple sensors of different types as needed. The first heat exchanger 140 may be a stacked liquid heat exchanger formed from stacked plates through which the fluids that transfer heat flow. In accordance with the present invention, fluid transfer can be fluid-to-fluid or fluid-to-air depending on the desired design criteria. Depending on the media used, the fluid lines 142 conduct heat recovered in the heat exchanger 140 to the battery cover plate 144, which is formed of a thermally conductive material, such as aluminum, etc., to distribute the heat throughout the battery 146, with the temperature of the Battery 146 (as sensed by temperature sensor 202) and thus battery performance can be increased to acceptable levels even though the ambient air temperature remains very cold. After passing through the heat exchanger 140, the heat transfer fluid returns through the fluid supply line 130 and, when the second fluid flow control valve 150 is in a first position, through the fluid return lines 131 and 180 back to AGWR heat exchanger 120.

Wenn der Temperatursensor 202 anzeigt, dass die Temperatur der Batterie 146 zwischen zwei vorbestimmten Temperaturen T1 und T2 (wie nur beispielhaft zwischen minus 10 Grad Celsius und 15 Grad Celsius) liegt und der Ladezustandsanzeiger 204 der Batterie 146 kleiner als ein SOC1 mit vorbestimmtem Niveau (wie nur beispielhaft 80 Prozent) ist, dann öffnet das erste Fluidströmungssteuerventil 126 in einer zweiten Position eine zusätzliche Fluidzufuhrleitung 132 und lenkt, wobei sich das zweite Fluidströmungssteuerventil 150 in einer zweiten Position befindet, einiges von dem Wärmeübertragungsfluid zur Strömung durch die Fluidzufuhrleitung 152. Wie vorher diskutiert wurde, kann das zweite Strömungssteuerventil 150 elektrisch betätigt, fluidbetätigt oder auf irgendeine geeignete Weise zur Bewegung zwischen Positionen betätigt sein. Das Wärmeübertragungsfluid in der Fluidzufuhrleitung 152 tritt in den Wärmetauscher 160 zum Übertragen von Wärme an die thermoelektrische Vorrichtung 170 des Wärmeübertragungskreislaufs 190 ein. Die thermoelektrische Vorrichtung 170 kann aus einem Skutterudit-Material, TAGs, PbTe, BiTe oder anderen Materialien zusammengesetzt sein, die Eigenschaften besitzen, so dass, wenn Wärme eingeführt wird, ein Strom gebildet wird, der durch die elektrische Leitung 172 an die Batterie 146 gefördert werden kann. Wie es in der Technik bekannt ist, kann die thermoelektrische Vorrichtung 170 ein Peltier-Generator sein, der eine Temperaturdifferenz zwischen zwei Platten verwendet, um eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Platten aufzubauen. Der resultierende Strom, der in der elektrischen Leitung 172 fließt, kann zum Laden der Batterie 146 verwendet werden. Der Ladezustandsanzeiger 204 sendet ein Signal an den Controller 200, das mit dem Ladeniveau der Batterie 146 variiert.If the temperature sensor 202 indicates that the temperature of the battery 146 is between two predetermined temperatures T1 and T2 (between minus 10 degrees Celsius and 15 degrees Celsius, for example only) and the battery 146 state of charge indicator 204 is less than a predetermined level SOC1 (such as is 80 percent, by way of example only), then in a second position, the first fluid flow control valve 126 opens an additional fluid supply line 132 and directs, with the second fluid flow control valve 150 in a second position, some of the heat transfer fluid to flow through the fluid supply line 152. As previously discussed , the second flow control valve 150 may be electrically actuated, fluid actuated, or actuated in any suitable manner for movement between positions. The heat transfer fluid in the fluid supply line 152 enters the heat exchanger 160 for transferring heat to the thermoelectric device 170 of the heat transfer circuit 190 . The thermoelectric device 170 may be composed of a skutterudite material, TAGs, PbTe, BiTe, or other materials that possess properties such that when heat is introduced, a current is formed that is conveyed through the electrical lead 172 to the battery 146 can be. As is known in the art, the thermoelectric device 170 can be a Peltier generator that uses a temperature difference between two plates to establish a voltage difference between the two plates. The resulting current flowing in the electrical line 172 can be used to charge the battery 146 . The state of charge indicator 204 sends a signal to the controller 200 that varies with the battery 146 state of charge.

Wenn der Temperatursensor 202 anzeigt, dass die Batterietemperatur über einer vorbestimmten Temperatur T2 (wie nur beispielhaft 15 Grad Celsius) liegt, prüft der Controller 200 dann den Ladezustandsanzeiger 204. Wenn der Ladezustand der Batterie 146 unterhalb eines SOC1 mit vorbestimmtem Niveau (wie nur beispielhaft 80 Prozent) liegt, stellen dann das erste und zweite Fluidströmungssteuerventil 126 bzw. 150 Positionen ein, wobei sich das erste Fluidströmungssteuerventil 126 in einer dritten Position befindet, so dass im Wesentlichen das gesamte Wärmeübertragungsfluid in der Fluidzufuhrleitung 124 an den Wärmetauscher 160 strömt. Die Wärme von dem Wärmetauscher 160 kann dann ermöglichen, dass die thermoelektrische Vorrichtung 170 die Batterie 146 lädt. Wenn der Ladezustands-(SOC-)Anzeiger 204 anzeigt, dass die Batterie 146 auf ein vorbestimmtes Niveau (wie nur beispielhaft 80 Prozent) geladen ist, ändert dann das Umlenkventil oder der Umlenkschalter 114 der AGWR-Vorrichtung 110 die Positionen, wobei im Wesentlichen das gesamte Abgas an eine Abgasleitung 116 und nicht an den AGWR-Wärmetauscher 120 umgelenkt wird. (An den oben beschriebenen Fluidleitungen sind Pfeile gezeigt, um allgemeine Strömungsrichtungen zu zeigen, wenn die Fluidleitungen verwendet werden; d.h. wenn sich das erste und zweite Fluidströmungssteuerventil 126, 150 in einer Position befinden, damit Wärmeübertragungsfluid in den Fluidleitungen strömt.) Wie oben beschrieben ist, kann das Umlenkventil oder kann der Umlenkschalter 114 der AGWR-Vorrichtung 110 nach Bedarf thermisch-mechanisch, über Abgasdruck oder Abgasströmung oder elektrisch aktiviert sein.If the temperature sensor 202 indicates that the battery temperature is above a predetermined temperature T2 (such as 15 degrees Celsius, for example only), the controller 200 then checks the state of charge indicator 204. If the state of charge of the battery 146 is below a SOC1 with a predetermined level (such as 80 percent) then adjust the first and second fluid flow control valves 126 and 150, respectively, positions with the first fluid flow control valve 126 in a third position such that substantially all of the heat transfer fluid in the fluid supply line 124 flows to the heat exchanger 160. The heat from heat exchanger 160 may then allow thermoelectric device 170 to charge battery 146 . When the state of charge (SOC) indicator 204 indicates that the battery 146 is charged to a predetermined level (such as 80 percent, by way of example only), then the diverter valve or switch 114 of the AGWR device 110 changes positions, essentially doing the all exhaust is diverted to an exhaust line 116 and not to the AGWR heat exchanger 120 . (Arrows are shown on the fluid lines described above to indicate general directions of flow when the fluid lines are in use; i.e., when the first and second fluid flow control valves 126, 150 are in position to allow heat transfer fluid to flow in the fluid lines.) As described above , the diverter valve or diverter switch 114 of the AGWR device 110 may be activated thermally-mechanically, via exhaust pressure or exhaust flow, or electrically, as appropriate.

Ein Verfahren 300 zum Heizen und Laden einer Batterie unter Verwendung von Abgas ist in 3 gezeigt. 3 zeigt nur ein auf höherer Ebene befindliches Diagramm des Verfahrens 300, und es sei zu erkennen, dass das Verfahren von 3 ein Abschnitt oder eine Subroutine eines anderen Algorithmus oder Verfahrens sein kann. Zunächst ist ein Überblick des Verfahrens der vorliegenden Erfindung vorgesehen und dann folgt eine detailliertere Beschreibung des Verfahrens 300. Bezug nehmend auf die 2 und 3 beginnt das Verfahren 300 bei Schritt 302 durch Bestimmung der Temperatur und/oder des Ladezustandes der Batterie 146. Als Nächstes wird bei Schritt 304, wenn die Batterietemperatur und/oder der Ladezustand unterhalb vorbestimmten Werten liegen, dann die thermische Energie des Abgases an das Wärmeübertragungsfluid übertragen. Ansonsten gelangt das Abgas weiterhin durch die Abgasaustrittsleitung 117 des Abgassystems 38. Als Nächstes bei den Schritten 306 und 308 werden die Fluidsteuerventile 126 und 150 betrieben, um Wärme oder thermische Energie an entweder einen oder beide der Wärmetauscher 140 und 160 abhängig von der Temperatur und/oder dem Ladezustand der Batterie 146 zu senden. Sobald die Temperatur und/oder der Ladezustand der Batterie 146 über den vorbestimmten Werten liegen, gelangt das Abgas weiterhin durch die Abgasaustrittsleitung 117 des Abgassystems 38, und das Verfahren 300 endet.A method 300 for heating and charging a battery using exhaust gas is in 3 shown. 3 FIG. 12 shows only a high-level diagram of the method 300, and it should be appreciated that the method of FIG 3 may be a portion or subroutine of another algorithm or method. An overview of the method of the present invention is provided first, and then a more detailed description of the method 300 follows 2 and 3 For example, the method 300 begins at step 302 by determining the temperature and/or state of charge of the battery 146. Next, at step 304, if the battery temperature and/or state of charge is below predetermined values, then the thermal energy of the exhaust is transferred to the heat transfer fluid . Otherwise, the exhaust continues to pass through the exhaust outlet line 117 of the exhaust system 38. Next, at steps 306 and 308, the fluid control valves 126 and 150 are operated to supply heat or thermal energy to either or both of the heat exchangers 140 and 160 depending on the temperature and/or or to send the state of charge of the battery 146. Once the temperature and/or state of charge of the battery 146 is above the predetermined levels, the exhaust gas continues to pass through the exhaust outlet line 117 of the exhaust system 38 and the method 300 ends.

Bezug nehmend auf die 2 und 3 ist eine detailliertere Beschreibung des Verfahrens 300 vorgesehen. Das Verfahren 300 beginnt bei Schritt 302 durch Bestimmung einer Temperatur der Batterie 146 unter Verwendung des Batterietemperatursensors 202 und eines Ladezustands der Batterie 146 unter Verwendung des Ladezustandsanzeigers 204. Als Nächstes weist bei Schritt 304 das Verfahren 300 ein thermisches Verbinden von Abgas mit dem AGWR-Wärmetauscher 120 zum Übertragen von thermischer Energie des Abgases auf ein Wärmeübertragungsfluid in einem Wärmeübertragungskreislauf 190 auf, wenn entweder die Temperatur der Batterie 146 unterhalb der zweiten vorbestimmten Temperatur T2 liegt oder der Ladezustand der Batterie 146 unterhalb des SOC1 mit vorbestimmtem Niveau liegt. Als Nächstes bei Schritt 306 fährt das Verfahren 300 mit einem Öffnen des ersten Fluidströmungssteuerventils 126 zu entweder der ersten Position, wenn die Temperatur der Batterie 146 unter der ersten vorbestimmten Temperatur T1 liegt, die geringer als die zweite vorbestimmte Temperatur T2 ist, so dass im Wesentlichen das gesamte Wärmeübertragungsfluid zu dem ersten Wärmetauscher 140 strömt, der zweiten Position, wenn die Temperatur der Batterie 146 höher als die erste vorbestimmte Temperatur T1 und geringer als die zweite vorbestimmte Temperatur T2 ist und der Ladezustand der Batterie 146 unter dem SOC 1 mit vorbestimmtem Niveau liegt, so dass das Wärmeübertragungsfluid zu sowohl dem ersten Wärmetauscher 140 als auch dem zweiten Wärmetauscher 160 strömt, oder der dritten Position fort, wenn die Temperatur der Batterie 146 höher als die zweite vorbestimmte Temperatur T2 ist und der Ladezustand der Batterie 146 unter dem SOC 1 mit vorbestimmtem Niveau liegt. Der erste Wärmetauscher 140 nimmt Wärmeübertragungsfluid auf und ist mit einer Batteriedeckplatte 144 zum Heizen der Batterie 146 thermisch verbunden, so dass die Temperatur der Batterie 146 ansteigt. Anschließend bei Schritt 308 fährt das Verfahren mit einem Öffnen des zweiten Strömungssteuerventils 150 zu entweder der ersten Position, so dass das Wärmeübertragungsfluid zu sowohl dem ersten Wärmetauscher 140 als auch dem zweiten Wärmetauscher 160 strömt, wenn der Controller 200 bestimmt, dass die Temperatur der Batterie 146 zwischen der ersten vorbestimmten Temperatur T1 und der zweiten vorbestimmten Temperatur T2 liegt, und der Ladezustand unter dem SOC 1 mit vorbestimmtem Niveau liegt, und der zweiten Position fort, so dass im Wesentlichen das gesamte Wärmeübertragungsfluid zu dem zweiten Wärmetauscher 160 strömt, wenn der Controller 200 bestimmt, dass die Temperatur der Batterie 146 über der zweiten vorbestimmten Temperatur T2 liegt und der Ladezustand unter dem SOC1 mit vorbestimmtem Niveau liegt. Der zweite Wärmetauscher 160 nimmt Wärmeübertragungsfluid auf und ist mit der thermoelektrischen Vorrichtung 170 thermisch verbunden, was einen Stromfluss bewirkt, der die Batterie 146 lädt, so dass das Ladezustandsniveau oder der Ladezustandsprozentsatz ansteigt. Schließlich endet das Verfahren 300 nach Schritt 308.Referring to the 2 and 3 a more detailed description of method 300 is provided. The method 300 begins at step 302 by determining a temperature of the battery 146 using the battery temperature sensor 202 and a state of charge of the battery 146 using the state of charge indicator 204. Next, at step 304, the method 300 thermally connects exhaust gas to the EGR heat exchanger 120 for transferring thermal energy of the exhaust gas to a heat transfer fluid in a heat transfer Circuit 190 occurs when either the temperature of the battery 146 is below the second predetermined temperature T2 or the state of charge of the battery 146 is below the predetermined level SOC1. Next in step 306, the method 300 proceeds with opening the first fluid flow control valve 126 to either the first position when the temperature of the battery 146 is below the first predetermined temperature T1 that is less than the second predetermined temperature T2 such that substantially all of the heat transfer fluid flows to the first heat exchanger 140, the second position when the temperature of the battery 146 is greater than the first predetermined temperature T1 and less than the second predetermined temperature T2 and the state of charge of the battery 146 is below the SOC 1 predetermined level , so that the heat transfer fluid flows to both the first heat exchanger 140 and the second heat exchanger 160, or the third position if the temperature of the battery 146 is higher than the second predetermined temperature T2 and the state of charge of the battery 146 is below the SOC 1 with predetermined level. The first heat exchanger 140 receives heat transfer fluid and is thermally connected to a battery top plate 144 for heating the battery 146 so that the temperature of the battery 146 increases. Then at step 308, the method continues with opening the second flow control valve 150 to either the first position such that the heat transfer fluid flows to both the first heat exchanger 140 and the second heat exchanger 160 when the controller 200 determines that the temperature of the battery 146 is between the first predetermined temperature T1 and the second predetermined temperature T2, and the state of charge is below the predetermined level SOC 1, and the second position such that substantially all of the heat transfer fluid flows to the second heat exchanger 160 when the controller 200 determines that the temperature of the battery 146 is above the second predetermined temperature T2 and the state of charge is below the predetermined level SOC1. The second heat exchanger 160 receives heat transfer fluid and is thermally connected to the thermoelectric device 170 causing a current flow that charges the battery 146 such that the state of charge level or percentage of charge increases. Finally, the method 300 ends after step 308.

Das System und Verfahren der vorliegenden Erfindung verwenden ein thermisches Potential von Abgas, um die Leistungsfähigkeit der Batterie in einem Hybrid-Elektrofahrzeug zu verbessern. Die Verwendung dieses thermischen Potentials kann den Bedarf nach einer Einsteck-Heizeinrichtung beseitigen, um die Batterie während des Betriebs in sehr kalter Umgebungsluft zu erwärmen. Auch können während sehr kalter Umgebungslufttemperatursituationen oder anderen Situationen, wenn die Temperatur der Batteriezelle unterhalb einer gewünschten Temperatur liegt, das System und Verfahren der vorliegenden Erfindung notwendig sein, um die Brennkraftmaschine 12 zur Erzeugung von Abgas anzutreiben, so dass die Leistungsfähigkeit der Batterie 146 verbessert werden kann. Diese „Maschine ein“-Umgehung kann ein Signal von dem Controller 200 oder von anderen Systemen von dem Fahrzeug 10 sein und treibt grundsätzlich die Brennkraftmaschine 112 zum Laufen an, so dass das resultierende thermische Potential von Abgas verwendet werden kann, um die Leistungsfähigkeit der Batterie 146 durch Anheben der Batterietemperatur unter Verwendung des Systems und Verfahrens, wie oben beschrieben ist, zu verbessern.The system and method of the present invention utilizes an exhaust thermal potential to improve battery performance in a hybrid electric vehicle. Using this thermal potential can eliminate the need for a plug-in heater to warm the battery during operation in very cold ambient air. Also, during very cold ambient air temperature situations or other situations when the battery cell temperature is below a desired temperature, the system and method of the present invention may be necessary to power the internal combustion engine 12 to generate exhaust gas so that the performance of the battery 146 is improved can. This "engine on" override may be a signal from the controller 200 or other systems of the vehicle 10 and basically drives the engine 112 to run so that the resulting thermal potential of exhaust gas can be used to improve battery performance 146 by raising the battery temperature using the system and method as described above.

Der Controller 200 kann dazu verwendet werden, alle oder einige der Signale zum Gebrauch mit der vorliegenden Erfindung zu sammeln, und kann auch Signale senden, um die gewünschten Schritte des Verfahrens 300 zu bewirken. Alternativ dazu können einzelne Vorrichtungen, wie das erste bzw. zweite Fluidströmungssteuerventil 126 und 150, interne Mechanismen besitzen, die deren Positionierung nach Bedarf bewirken, um das Verfahren 300 der vorliegenden Erfindung auszuführen. Die Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung können geschleift sein, um so oft wie notwendig ausgeführt werden zu können, um die gewünschte Batterietemperatur oder das gewünschte Ladezustandsniveau zu bewirken.The controller 200 can be used to collect all or some of the signals for use with the present invention, and can also send signals to effectuate the desired steps of the method 300. Alternatively, individual devices, such as the first and second fluid flow control valves 126 and 150, respectively, may have internal mechanisms that cause them to be positioned as needed to carry out the method 300 of the present invention. The method steps of the present invention may be looped to be performed as often as necessary to effectuate the desired battery temperature or state of charge level.

Die vorbestimmten Temperaturen und das vorbestimmte SOC-Niveau oder der vorbestimmte SOC-Prozentsatz sind beispielhaft und nur veranschaulichend. Die spezifischen Werte für Sollwerte können auf Grundlage spezifischer Konfigurationen des Systems 100 und des Fahrzeugs, in das dieses integriert ist, bestimmt sein.The predetermined temperatures and the predetermined SOC level or percentage are exemplary and illustrative only. The specific values for setpoints may be determined based on specific configurations of the system 100 and the vehicle into which it is integrated.

Das Verfahren 300 der vorliegenden Erfindung sieht eine Erwärmung der Batterie 146 auf eine vorbestimmte Temperatur vor einem Beginn des Ladens der Batterie 146 vor, da es bekannt ist, dass, wenn eine Batterie 146 sehr kalt ist, eine Rate von elektrischer Leistung, die von der Batterie 146 aufgenommen werden kann, beschränkt ist.The method 300 of the present invention provides for heating the battery 146 to a predetermined temperature prior to beginning charging of the battery 146, since it is known that when a battery 146 is very cold, a rate of electrical power from the Battery 146 can be accommodated is limited.

Der AGWR-Wärmetauscher 120 ist in einer Konfiguration mit konzentrischer Strömung gezeigt, so dass beide Fluide (Abgas und Wärmeübertragungsfluid) im Wesentlichen parallel zueinander und zu der Länge des Wärmetauschers 120 strömen. Die Strömungsorientierung hängt von den Einbaubeschränkungen, dem Typ von verwendetem Fluid, etc. ab. Das erste und zweite Fluidströmungssteuerventil 126 bzw. 150 sind mit einer gewissen Anzahl von Positionen beschrieben, können jedoch zusätzliche Positionen zur Verwendung mit anderen Systemen oder Verfahren aufweisen, wie es in der Technik bekannt ist.The AGWR heat exchanger 120 is shown in a concentric flow configuration such that both fluids (exhaust gas and heat transfer fluid) flow substantially parallel to each other and to the length of the heat exchanger 120 . Flow orientation depends on installation constraints, type of fluid used, etc. The first and second fluid flow control valves 126 and 150 are provided with a certain number of Items described, but may include additional items for use with other systems or methods as is known in the art.

Über die vorliegende Beschreibung hinweg kann der Begriff Batterie 146 und Batterien austauschbar verwendet werden, um viele Batteriezellen in einer Batteriepackung anzugeben.Throughout this description, the term battery 146 and batteries can be used interchangeably to indicate multiple battery cells in a battery pack.

Obwohl ein Hybridelektrofahrzeug 10 gezeigt ist, liegt ein beliebiges Fahrzeug, das eine Brennkraftmaschine 12 und eine Batterie 46 nutzt, die wie beschrieben verwendet werden, in dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich erkennt der Fachmann, obwohl das Hybridelektrofahrzeug 10 mit einem elektrischen AWD-System gezeigt ist, dass die Erfindung leicht in einem vorderradgetriebenen (FWD) oder hinterradgetriebenen (RWD) System innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Erfindung, jedoch ist der Schutzumfang der Erfindung ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Arten und anderen Ausführungsformen zur Ausführung der beanspruchten Erfindung detailliert beschrieben worden sind, sind verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung, die in den angefügten Ansprüchen definiert ist, vorhanden.Although a hybrid electric vehicle 10 is shown, any vehicle utilizing an internal combustion engine 12 and battery 46 used as described is within the scope of the present invention. In addition, although the hybrid-electric vehicle 10 is shown with an electric AWD system, those skilled in the art will recognize that the invention can readily be used in a front wheel drive (FWD) or rear wheel drive (RWD) system within the scope of the present invention. The detailed description and the drawings or figures are supportive and descriptive of the invention, but the scope of the invention is defined solely by the claims. While some of the best modes and other embodiments for carrying out the claimed invention have been described in detail, there are various alternative constructions and embodiments for carrying out the invention which is defined in the appended claims.

Claims (10)

System (100) zum Heizen einer Batterie (146) in einem Hybridfahrzeug (10) unter Verwendung von Abgas, umfassend: eine Abgasleitung (112), durch die Abgas strömt; eine mit der Abgasleitung (112) in Verbindung stehende Abgaswärmerückgewinnungs-(AGWR-)Vorrichtung (110), die einen Umlenkschalter (114) aufweist, der Abgas aus der Abgasleitung (112) entweder direkt oder über einen AGWR-Wärmetauscher (120), der zur Übertragung thermischer Energie an ein Wärmeübertragungsfluid dient, an eine Abgasaustrittsleitung (117) lenken kann; einen Temperatursensor (202) zum Erfassen einer Temperatur der Batterie (146); einen Controller (200) zum Bestimmen, dass die Temperatur der Batterie (146) unterhalb einer vorbestimmten Temperatur liegt; und einen Wärmetauscher (140) in thermischer Verbindung mit einer Batteriedeckplatte (144) der Batterie (146) zum Übertragen thermischer Energie von dem Wärmeübertragungsfluid auf die Batteriedeckplatte (144), so dass die Temperatur der Batterie (146) ansteigt, wobei der Controller (200), wenn die Temperatur der Batterie (146) unterhalb der vorbestimmten Temperatur liegt, den Umlenkschalter (114) so schaltet, dass das Abgas an den AGWR-Wärmetauscher (120) zur Übertragung thermischer Energie an ein Wärmeübertragungsfluid strömt. A system (100) for heating a battery (146) in a hybrid vehicle (10) using exhaust gas, comprising: an exhaust pipe (112) through which exhaust gas flows; an exhaust gas heat recovery (EGWR) device (110) in communication with the exhaust line (112) and having a diverter switch (114) that extracts exhaust gas from the exhaust line (112) either directly or via an AGWR heat exchanger (120), the for transferring thermal energy to a heat transfer fluid, can direct to an exhaust gas outlet line (117); a temperature sensor (202) for detecting a temperature of the battery (146); a controller (200) for determining that the temperature of the battery (146) is below a predetermined temperature; and a heat exchanger (140) in thermal communication with a battery deck plate (144) of the battery (146) for transferring thermal energy from the heat transfer fluid to the battery deck plate (144) such that the temperature of the battery (146) increases, wherein when the temperature of the battery (146) is below the predetermined temperature, the controller (200) switches the diverter switch (114) to flow the exhaust gas to the AGWR heat exchanger (120) for thermal energy transfer to a heat transfer fluid. System (100) nach Anspruch 1, mit einer Brennkraftmaschine (12), um Abgas zu erzeugen, das thermische Energie zur Verwendung in der AGWR-Vorrichtung (110) aufweist.system (100) after claim 1 , having an internal combustion engine (12) to generate exhaust gas having thermal energy for use in the AGWR device (110). System (100) zum Heizen und Laden einer Batterie (146) in einem Hybridfahrzeug (10) unter Verwendung von Abgas, umfassend: eine Abgasleitung (112), durch die Abgas strömt; eine mit der Abgasleitung (112) in Verbindung stehende Abgaswärmerückgewinnungs (AGWR-)Vorrichtung (110), die einen Umlenkschalter (114) aufweist, der Abgas aus der Abgasleitung (112) entweder direkt oder über einen AGWR-Wärmetauscher (120), der zum Übertragen thermischer Energie an ein Wärmeübertragungsfluid dient, an eine Abgasaustrittsleitung (117) lenken kann; einen Temperatursensor (202) zum Erfassen einer Temperatur der Batterie (146); einen Ladezustandsanzeiger (204) zum Anzeigen des Ladezustands der Batterie (146); einen Controller (200) zum Überwachen eines Signals von dem Temperatursensor (202) und eines Signals von dem Ladezustandsanzeiger; einen ersten Wärmetauscher (140) zum thermischen Verbinden mit einer Batteriedeckplatte (144) der Batterie (146), wobei der erste Wärmetauscher (140) thermische Energie von dem Wärmeübertragungsfluid aufnimmt und thermisch mit der Batteriedeckplatte (144) verbunden ist, so dass die Temperatur der Batterie (146) steigt; und einen zweiten Wärmetauscher (160) zum elektrischen Laden der Batterie (146), wobei der zweite Wärmetauscher (160) thermische Energie von dem Wärmeübertragungsfluid aufnimmt und thermisch mit einer thermoelektrischen Vorrichtung (170) verbunden ist, die einen Stromfluss bewirkt, wobei die Batterie (146) geladen wird, so dass der Ladezustand der Batterie (146) steigt; wobei der Controller (200) den Umlenkschalter (114) auf Grundlage der Temperatur der Batterie (146) und/oder des Ladezustands der Batterie (146) so schaltet, dass das Wärmeübertragungsfluid zu dem ersten Wärmetauscher (140) und/oder dem zweiten Wärmetauscher (160) strömt.A system (100) for heating and charging a battery (146) in a hybrid vehicle (10) using exhaust gas, comprising: an exhaust pipe (112) through which exhaust gas flows; an exhaust gas heat recovery (EGWR) device (110) connected to the exhaust gas line (112) and having a reversing switch (114) that extracts exhaust gas from the exhaust gas line (112) either directly or via an AGWR heat exchanger (120) which is transferring thermal energy to a heat transfer fluid serving to direct an exhaust gas outlet line (117); a temperature sensor (202) for detecting a temperature of the battery (146); a charge level indicator (204) for displaying the charge level of the battery (146); a controller (200) for monitoring a signal from the temperature sensor (202) and a signal from the state of charge indicator; a first heat exchanger (140) for thermally connecting to a battery deck plate (144) of the battery (146), the first heat exchanger (140) receiving thermal energy from the heat transfer fluid and being thermally connected to the battery deck plate (144) such that the temperature of the battery (146) rises; and a second heat exchanger (160) for electrically charging the battery (146), the second heat exchanger (160) absorbing thermal energy from the heat transfer fluid and being thermally connected to a thermoelectric device (170) causing current flow, the battery (146 ) is charged so that the state of charge of the battery (146) increases; wherein the controller (200) switches the diverter switch (114) based on the temperature of the battery (146) and/or the state of charge of the battery (146) so that the heat transfer fluid flows to the first heat exchanger (140) and/or the second heat exchanger ( 160) flows. System (100) nach Anspruch 3, ferner umfassend: ein erstes Fluidströmungssteuerventil (126) mit einer ersten Position zum Senden des im Wesentlichen gesamten Wärmeübertragungsfluids an den ersten Wärmetauscher (140), wenn der Controller (200) bestimmt, dass die Temperatur der Batterie (146) unterhalb einer ersten vorbestimmten Temperatur liegt, einer zweiten Position zum Senden des Wärmeübertragungsfluides an sowohl den ersten Wärmetauscher (140) als auch den zweiten Wärmetauscher (160), wenn der Controller (200) bestimmt, dass die Temperatur der Batterie (146) zwischen der ersten vorbestimmten Temperatur und der zweiten vorbestimmten Temperatur liegt und der Ladezustand der Batterie (146) unterhalb eines vorbestimmten Niveaus liegt, und einer dritten Position zum Senden des im Wesentlichen gesamten Wärmeübertragungsfluides an den zweiten Wärmetauscher (160), wenn der Controller (200) bestimmt, dass die Temperatur der Batterie (146) größer als die zweite vorbestimmte Temperatur ist und der Ladezustand der Batterie (146) unterhalb des vorbestimmten Niveaus liegt, und ein zweites Fluidströmungssteuerventil (150) mit einer ersten Position zum Senden des Wärmeübertragungsfluides an sowohl den ersten Wärmetauscher (140) als auch den zweiten Wärmetauscher (160), wenn der Controller (200) bestimmt, dass die Temperatur der Batterie (146) zwischen der ersten vorbestimmten Temperatur und der zweiten vorbestimmten Temperatur liegt und der Ladezustand der Batterie (146) unter dem vorbestimmten Niveau liegt, und einer zweiten Position zum Senden des im Wesentlichen gesamten Wärmeübertragungsfluids an einen zweiten Wärmetauscher (160), wenn der Controller (200) bestimmt, dass die Temperatur der Batterie (146) über der zweiten vorbestimmten Temperatur liegt und der Ladezustand der Batterie (146) unter dem vorbestimmten Niveau liegt.system (100) after claim 3 , further comprising: a first fluid flow control valve (126) having a first position for sending substantially all of the heat transfer fluid to the first heat exchanger (140) when the controller (200) determines that the temperature of the battery (146) is below a first predetermined temperature located, a second position for sending the heat transfer fluid to both the first heat exchanger (140) and the second heat exchanger (160) when the controller (200) determines that the temperature of the battery (146) is between the first predetermined temperature and the second predetermined temperature and the state of charge of the battery (146) is below one predetermined levels, and a third position for sending substantially all of the heat transfer fluid to the second heat exchanger (160) when the controller (200) determines that the temperature of the battery (146) is greater than the second predetermined temperature and the state of charge of the battery (146) is below the predetermined level, and a second fluid flow control valve (150) having a first position for sending the heat transfer fluid to both the first heat exchanger (140) and the second heat exchanger (160) when the controller (200) determines that the temperature of the battery (146) is between the first predetermined temperature and the second predetermined temp temperature and the state of charge of the battery (146) is below the predetermined level, and a second position for sending substantially all of the heat transfer fluid to a second heat exchanger (160) when the controller (200) determines that the temperature of the battery (146 ) is above the second predetermined temperature and the state of charge of the battery (146) is below the predetermined level. System (100) nach Anspruch 3, mit einer Brennkraftmaschine (12), um Abgas zu erzeugen, das thermische Energie zum Gebrauch in der AGWR-Vorrichtung (110) aufweist.system (100) after claim 3 with an internal combustion engine (12) to produce exhaust gas having thermal energy for use in the AGWR device (110). System (100) nach Anspruch 5, wobei die AGWR-Vorrichtung (110) näher an der Brennkraftmaschine (12) als an der Batterie (146) montiert ist, um so mehr thermische Energie für das Wärmeübertragungsfluid bereitzustellen.system (100) after claim 5 wherein the AGWR device (110) is mounted closer to the engine (12) than to the battery (146) so as to provide more thermal energy to the heat transfer fluid. System (100) nach Anspruch 3, wobei der erste Wärmetauscher (140) ein gestapelter Flüssigkeitswärmetauscher (140) ist.system (100) after claim 3 , wherein the first heat exchanger (140) is a stacked liquid heat exchanger (140). System (100) nach Anspruch 3, wobei die thermoelektrische Vorrichtung (170) ein Peltier-Generator (170) ist.system (100) after claim 3 , wherein the thermoelectric device (170) is a Peltier generator (170). Verfahren (300) zum Heizen und Laden einer Batterie (146) in einem Hybridfahrzeug (10) unter Verwendung von Abgas, das thermische Energie aufweist, und Wärmeübertragungsfluid in einem Wärmeübertragungskreislauf, der einen ersten Wärmetauscher (140), einen zweiten Wärmetauscher (160) und eine thermoelektrische Vorrichtung (170) aufweist, wobei die Batterie (146) eine Batteriedeckplatte (144) aufweist und das Hybridfahrzeug (10) eine Abgasleitung (112), durch die Abgas strömt, und eine mit der Abgasleitung (112) in Verbindung stehende Abgaswärmerückgewinnungs-(AGWR-)Vorrichtung (110) umfasst, die einen Umlenkschalter (114) aufweist, der Abgas aus der Abgasleitung (112) entweder direkt oder über einen AGWR-Wärmetauscher (120), der zur Übertragung thermischer Energie an ein Wärmeübertragungsfluid dient, an eine Abgasaustrittsleitung (117) lenken kann; wobei das Verfahren (300) umfasst: Bestimmen einer Temperatur der Batterie (146); Bestimmen eines Ladezustands der Batterie (146); thermisches Verbinden des Abgases, das thermische Energie aufweist, mit dem Wärmeübertragungsfluid dadurch, dass der Umlenkschalter (114) in Abhängigkeit von der Temperatur und/oder dem Ladezustand der Batterie (146) so geschaltet wird, dass das Abgas an den AGWR-Wärmetauscher (120) zur Übertragung thermischer Energie an das Wärmeübertragungsfluid strömt; thermisches Verbinden des ersten Wärmetauschers (140) mit dem Wärmeübertragungsfluid, wenn die Temperatur der Batterie (146) unterhalb einer ersten vorbestimmten Temperatur oder einer zweiten vorbestimmten Temperatur liegt, so dass der erste Wärmetauscher (140) das Wärmeübertragungsfluid aufnimmt und thermisch mit der Batteriedeckplatte (144) verbunden ist, so dass die Temperatur der Batterie (146) steigt; und thermisches Verbinden des zweiten Wärmetauschers (160) mit dem Wärmeübertragungsfluid, wenn die Temperatur der Batterie (146) zwischen der ersten vorbestimmten Temperatur und der zweiten vorbestimmten Temperatur liegt und der Ladezustand der Batterie (146) unterhalb eines vorbestimmten Ladezustandes liegt, so dass der zweite Wärmetauscher (160) das Wärmeübertragungsfluid aufnimmt und thermisch mit der thermoelektrischen Vorrichtung (170) verbunden ist, was einen Stromfluss zur Folge hat, der die Batterie (146) lädt, so dass der Ladezustand der Batterie (146) steigt.A method (300) for heating and charging a battery (146) in a hybrid vehicle (10) using exhaust gas having thermal energy and heat transfer fluid in a heat transfer circuit having a first heat exchanger (140), a second heat exchanger (160) and a thermoelectric device (170), wherein the battery (146) has a battery cover plate (144), and the hybrid vehicle (10) has an exhaust pipe (112) through which exhaust gas flows and an exhaust heat recovery system in communication with the exhaust pipe (112). (AGWR) device (110) comprising a reversing switch (114), the exhaust gas from the exhaust line (112) either directly or via an AGWR heat exchanger (120), which is used to transfer thermal energy to a heat transfer fluid, to a Exhaust gas outlet line (117) can steer; the method (300) comprising: determining a temperature of the battery (146); determining a state of charge of the battery (146); thermally connecting the exhaust gas, which has thermal energy, with the heat transfer fluid in that the reversing switch (114) is switched depending on the temperature and/or the state of charge of the battery (146) in such a way that the exhaust gas is fed to the AGWR heat exchanger (120 ) flows to the heat transfer fluid to transfer thermal energy; thermally connecting the first heat exchanger (140) to the heat transfer fluid when the temperature of the battery (146) is below a first predetermined temperature or a second predetermined temperature such that the first heat exchanger (140) receives the heat transfer fluid and is thermally connected to the battery cover plate (144 ) is connected so that the temperature of the battery (146) increases; and thermally connecting the second heat exchanger (160) to the heat transfer fluid when the temperature of the battery (146) is between the first predetermined temperature and the second predetermined temperature and the state of charge of the battery (146) is below a predetermined state of charge such that the second heat exchanger (160) receives the heat transfer fluid and is thermally connected to the thermoelectric device (170), resulting in a current flow that charges the battery (146) such that the state of charge of the battery (146) increases. Verfahren (300) nach Anspruch 9, wobei das thermische Verbinden des ersten Wärmetauschers (140) mit dem Wärmeübertragungsfluid andauert, bis die Temperatur der Batterie (146) über der zweiten vorbestimmten Temperatur liegt.Method (300) according to claim 9 wherein thermally connecting the first heat exchanger (140) to the heat transfer fluid continues until the temperature of the battery (146) is above the second predetermined temperature.
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