由于將廢熱排至環(huán)境中，由內燃發(fā)動機提供動力的機動車輛會浪費超過30%的燃料能源。

背景技術：
為了減少被浪費的燃料能源，車輛可以回收發(fā)動機廢熱，傳至各種其他車輛系統(tǒng)。例如，US2009/0241863描述了在蓄熱器內存儲高溫冷卻水，其用于在發(fā)動機啟動時使車輛發(fā)動機變暖。在發(fā)動機啟動后，回收廢熱，并且將廢熱傳至冷卻水。然后，該加熱的冷卻水被循環(huán)至發(fā)動機，從而提供發(fā)動機的進一步變暖，以及循環(huán)至加熱器電路，從而加熱被供應至乘客艙的空氣。以這種方式，在發(fā)動機啟動不久后，能夠使發(fā)動機和乘客艙變暖。然而，本文的發(fā)明人已經(jīng)認識到這種方法會增加不期望的排氣排放，其中在該方法中，在發(fā)動機啟動后不久，傳遞廢熱使其離開排氣系統(tǒng)。例如，將廢熱傳至冷卻水并因此遠離排氣系統(tǒng)，可能延遲與溫度有關的催化轉化器“起燃”。結果，催化轉化器到達能夠有效執(zhí)行催化還原的溫度需要較長時間，因此增加了不期望的排氣排放。這種延遲和對排放的有關影響在具有柴油發(fā)動機的車輛中尤為突出，其中柴油發(fā)動機可輸出比其他類型的發(fā)動機更少的廢熱。

技術實現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本文發(fā)明人已確認用于回收發(fā)動機廢熱以傳至各種其他車輛系統(tǒng)的各種方法，其通過延遲催化轉化器起燃而不增加不期望的排氣排放。在一個示例性方法中，在發(fā)動機啟動時，在熱電池的相變材料中存儲的熱借助于連接在排氣系統(tǒng)中的旁路被輸送至熱交換器。在排氣溫度超過第一閾值后，熱從熱電池輸送至車輛車廂，以及可選地輸送至需要熱的其他車輛系統(tǒng)，并且在排氣溫度超過第二較高閾值之后，從熱交換器輸送熱，從而為熱電池充電。例如，第一閾值可以是大于或等于催化轉化器起燃溫度的溫度值。以這種方式，一旦實現(xiàn)催化劑起燃（以便，催化轉化器的進一步加熱對于減排是不必要的），廢熱可以經(jīng)熱交換器傳遞和輸送至車廂加熱系統(tǒng)。此外，第二較高閾值可以是這樣的溫度值，即在該溫度值下，可用廢熱量超過車廂加熱系統(tǒng)和需要熱的任何其他車輛系統(tǒng)所需的熱量，以便額外的熱可用于為熱電池充電。以這種方式，存儲在熱電池內的熱可以用于在發(fā)動機啟動后加速催化轉化器起燃，從而降低了不期望的排氣排放，同時還可用于改善車廂加熱以及為需要熱的其他車輛系統(tǒng)提供熱。例如，傳熱流體可以將存儲在熱電池的相變材料中的熱循環(huán)至熱交換器，從而將熱傳至催化轉化器上游的發(fā)動機排氣。隨著發(fā)動機變暖，排氣溫度增加并且催化劑達到起燃。在催化劑起燃已經(jīng)發(fā)生后，廢熱可以被傳至熱交換器中的傳熱流體，并且傳熱流體可以被循環(huán)至車輛車廂加熱系統(tǒng)，從而加熱車輛車廂。在該階段，廢熱還可以經(jīng)傳熱流體的循環(huán)被傳至需要熱的一個或更多其它車輛系統(tǒng)，諸如用于加熱變速器油的變速器。隨著發(fā)動機進一步變暖，會造成排氣溫度進一步增加，傳熱流體可以從熱交換器循環(huán)至熱電池中的相變材料，從而為熱電池充電。以這種方式為熱電池充電能夠使熱被存儲，以便在隨后發(fā)動機啟動時輸送至熱交換器，并且能夠在至少一段持續(xù)時間內減少冷卻負荷。因此，根據(jù)該示例性方法，可以減少在催化轉化器起燃前出現(xiàn)的不想要的排氣排放。此外，過度的廢熱可以被有利地使用，而不是作為被浪費的燃料能源被排至環(huán)境中。在另一個實施例中，將存儲在熱電池中的熱輸送至熱交換器包含經(jīng)連接至熱傳遞區(qū)段的頂表面的傳熱流體供應連接，使傳熱流體從自熱電池循環(huán)至熱交換器的熱傳遞區(qū)段，并且其中流經(jīng)熱傳遞區(qū)段的排氣接收來自傳熱流體的熱。在另一個實施例中，傳熱流體供應連接在接近旁通機構的端部處被連接至熱傳遞區(qū)段的頂表面，并且其中傳熱流體返回連接在相對端部處被連接至熱傳遞區(qū)段的頂表面。在另一個實施例中，帶有雙排座駕駛室的柴油動力型貨車包含：熱電池，其包括變相材料，其被安裝在雙排座駕駛室的后排座椅下方；熱交換器，其被連接至前部發(fā)動機艙內的發(fā)動機排氣系統(tǒng)，熱交換器包含熱傳遞區(qū)段、旁通區(qū)段以及真空致動旁通機構；泵，其使傳熱流體在熱電池和熱交換器之間循環(huán)；以及排放控制裝置，其被連接在熱交換器下游的貨車的車身底部中。在另一個實施例中，貨車還包含旁通機構，其依據(jù)是否出現(xiàn)熱交換旁通條件，將排氣流引導至熱傳遞區(qū)段和旁通區(qū)段中的一個或兩者。在另一個實施例中，熱傳遞區(qū)段被連接至傳熱流體供應和返回連接，其中一個連接在接近旁通機構的端部處被連接至熱傳遞區(qū)段的頂表面，其中另一個連接在相對端部處被連接至熱傳遞區(qū)段的頂表面。在另一個實施例中，熱電池與貨車車廂與一個或更多貨車系統(tǒng)熱連接。在另一個實施例中，熱電池包含雙層壁保溫瓶，其熱絕緣內部容器，其中內部容器與外部容器通過真空套分開，其中相變材料堆組圍繞內部容器內的中心供給通道徑向設置，其中傳熱流體經(jīng)由中心供給通道循環(huán)至熱電池并且從熱電池中出來。在另一個實施例中，一個或更多貨車系統(tǒng)包括變速器、傳動系差速器、熱驅動吸附空調系統(tǒng)以及電池。在另一個實施例中，用于控制柴油動力型貨車的熱傳遞系統(tǒng)的方法包含：在發(fā)動機啟動時，排氣溫度低于閾值時，打開第一熱傳遞回路，從而將傳熱流體從含有相變材料的熱電池引導至熱交換器，其中熱電池被設置在雙排座駕駛室的后排座椅下方，熱交換器被連接在前部發(fā)動機艙處的發(fā)動機排氣道內；當排氣溫度超過第一閾值時，打開第二熱傳遞回路，從而使傳熱流體從熱電池循環(huán)至貨車車廂，以及打開第三熱傳遞回路，從而使傳熱流體從熱電池循環(huán)至需要熱的一個或更多貨車系統(tǒng)。在另一個實施例中，將熱從熱電池輸送至一個或更多貨車系統(tǒng)包含將熱從熱電池輸送至變速器、傳動系差速器、熱驅動吸附空調系統(tǒng)以及電池中的一個或更多個。在另一個實施例中，本方法還包含，當排氣溫度超過第二較高閾值時，在第一熱傳遞回路中，使傳熱流體從熱交換器循環(huán)至熱電池，從而為熱電池充電。應理解，提供上述

技術實現(xiàn)要素：
以便以簡化的形式介紹選擇的概念，其將在具體實施例中進一步說明。這并不意味著標識要求保護的主題的關鍵或必要特征，要求保護的主題的范圍僅由具體實施方式后的權利要求唯一限定。另外，要求保護的主題不被限制于解決上述或在本公開中任何部分指出的任何缺點的實施方式。附圖說明圖1是示出在具有雙排座駕駛室的柴油動力型貨車中，如圖2所示的熱傳遞系統(tǒng)的各種組件位置的側視圖。圖2示意性示出可被包括在圖1所示柴油動力型貨車中的示例性熱傳遞系統(tǒng)。圖3A-3B示出可被包括在圖2所示熱傳遞系統(tǒng)中的熱電池的示例性實施例。圖4示意性示出可被包括在圖2所示熱傳遞系統(tǒng)中的熱交換器的示例性實施例。圖5示出用于操作圖2所示熱傳遞系統(tǒng)的示例性方法。圖6示出用于操作熱傳遞系統(tǒng)的示例性方法，該方法可與圖5所示方法結合使用。具體實施方式下列描述涉及這樣的方法，該方法利用熱傳遞系統(tǒng)有利地重新使用排氣廢熱，從而加速催化轉化器起燃、乘客艙變暖以及將熱輸送至其他車輛系統(tǒng)。下列描述還涉及柴油動力型貨車，例如圖1所示，其被配置成利用熱傳遞系統(tǒng)執(zhí)行該方法。圖1示出帶有“雙排座駕駛室”類型車廂102的柴油動力型貨車100的側視圖。盡管該示例采用壓縮點火柴油發(fā)動機，但是發(fā)動機還可以是汽油火花點火式發(fā)動機或其他。同樣地，盡管圖示為貨車，但所述車輛也可以是客車或其他類型的車輛。車廂102包括帶有后排座椅106的后排乘客艙104。貨車100包括發(fā)動機108，其位于貨車100的前部發(fā)動機艙110內。發(fā)動機108可以包括壓縮裝置，例如渦輪增壓器，其包括沿發(fā)動機進氣道布置的至少一個壓縮機。通過沿發(fā)動機排氣道122布置的渦輪120（例如，經(jīng)轉軸），可至少部分地驅動壓縮機。貨車100的控制器138控制發(fā)動機和其他車輛系統(tǒng)的一個或更多功能，例如燃料噴射正時和/或數(shù)量、點火正時、閥打開/關閉以及各種其他功能?？刂破?38可以位于車輛的各種位置中。在圖1的示例中，控制器接近車廂102布置。然而，控制器還可以布置為例如接近或鄰近發(fā)動機108或前部發(fā)動機艙110。貨車100包括熱傳遞系統(tǒng)200，熱傳遞系統(tǒng)200參考圖2進一步詳細描述，其中熱傳遞系統(tǒng)200包括熱電池300，熱電池300參考圖3A-3B進一步詳細描述。熱電池300被布置在后排座椅106下方。熱電池300可以存儲自排氣系統(tǒng)回收的熱。例如，熱電池可以將熱存儲在相變材料（PCM）內，該相變材料在從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時吸熱，并且在從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)時放熱。此外，熱電池可以是絕熱的，從而減少了存儲在其中的熱消散。例如，熱電池可以通過真空套被絕熱。熱傳遞系統(tǒng)200還包括熱交換器400，熱交換器400參考圖4進一步詳細描述。熱交換器400沿排氣道122布置在前部發(fā)動機艙110內，渦輪120的下游。熱交換機包括熱傳遞管道，并且傳熱流體（HTF）在管道內流動。參考圖4所示細節(jié)，排氣在熱交換器的熱傳遞區(qū)段內流動，從而從管道內的HTF接收熱或將熱輸送至HTF。此外，熱交換器400包括旁通區(qū)段，在不期望熱交換的條件下，排氣可流經(jīng)該旁通區(qū)段。熱交換器內的旁通機構可以被控制，以便引導排氣流通過熱傳遞區(qū)段和旁通區(qū)段中的任一個或兩個。在一個示例中，熱傳遞部分可以是矩形的，并且旁通區(qū)段可以是圓柱形的。應理解的是熱傳遞系統(tǒng)200包括用于HTF循環(huán)的各種管子。圖2示意性地示出這些管子，如下所示。在一個示例中，來自前述發(fā)動機操作的熱被存儲在熱電池內。通過使HTF經(jīng)管子從熱電池循環(huán)至熱交換器，可以將存儲的熱從熱電池輸送至熱交換器。因為可以通過在管子內循環(huán)HTF的方式來輸送熱，所以有利地是，可將熱電池設置在后排座椅106下面，其中存在充足的空間用于具有相應大的熱存儲能力的大的熱電池。通過在前部發(fā)動機艙110內接近發(fā)動機排氣歧管（未示出）設置熱交換器，可以實現(xiàn)進一步優(yōu)勢，以便廢熱可以被傳遞至HTF，其中HTF在離開排氣歧管之后（以及因此在出現(xiàn)大量熱耗損之前），立刻在熱交換器內循環(huán)。另外，貨車100包括位于貨車的車身底部的排氣處理系統(tǒng)124，其包括沿著熱交換器400下游的排氣道122布置的一個或更多催化轉化器。例如，排氣處理系統(tǒng)124可以包括柴油氧化催化劑（DOC）126。在DOC126下游，排氣處理系統(tǒng)124可以包括排氣處理裝置128。例如，排氣處理裝置128可以是選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng)。在其他示例中，排氣處理系統(tǒng)可以額外地或可替換地包括三元催化劑（TWC）、NOx捕集器、各種其他排放控制裝置或其組合。此外，如圖所示，排氣流體噴射器130被設置在排氣處理裝置128的上游。排氣流體噴射器130可以將排氣流體噴射至排氣流，以便響應于從控制器（未示出）接收到的信號，在排氣處理裝置128中與NOx反應。排氣流體可以是還原劑，例如，存儲在油箱132中的尿素或氨。如圖所示，油箱132可以被設置在貨車100的貨箱134下面。此外，柴油微粒過濾器（DPF）136可以被布置在排氣處理裝置128下游的排氣道122內。圖2示意性示出熱傳遞系統(tǒng)200的示例性配置，其包括熱交換器400和熱電池300。圖2包括類似于圖1的零件，并且使用同一個標識號表示相同零件。如圖所示，HTF可以在熱傳遞系統(tǒng)200的各部件之間循環(huán)。此外，HTF可以將熱熱傳遞至車廂加熱系統(tǒng)202的流體。車廂加熱系統(tǒng)202可以將熱提供至車廂102，以便車輛操作者和任何乘客可以在舒適的溫度下占用車廂。例如，為了將熱排至車廂102，車廂加熱系統(tǒng)202可以包括未示出的各部件。例如，車廂加熱系統(tǒng)202可以包括風扇、加熱器芯（其可以存儲來自熱傳遞系統(tǒng)200的HTF所傳遞的熱）、以及與加熱車廂有關的其他部件（例如，車廂通風口、將加熱器芯連接至通風口的加熱導管，等等）?？梢园慈魏魏线m的取向在加熱器芯處引導風扇，從而將熱通過對流傳遞至乘客車廂。具體地，在將空氣吹至車廂之前，風扇可以將空氣吹過加熱器芯（新鮮空氣或從車廂再循環(huán)的空氣），從而將熱傳遞至空氣。此外，HTF可以將熱熱傳遞至需要熱的一個或更多其他車輛系統(tǒng)204的（多種）流體。如下詳細說明，泵210可以在熱電池300和熱交換器400之間的第一熱傳遞回路內驅動HTF流。此外，應理解其他驅動機構可以驅動HTF流通過熱傳遞系統(tǒng)，以及驅動流體流通過各種車輛系統(tǒng)。例如，每個車輛系統(tǒng)可以具有流體連接至流體流的泵。如圖所示，熱傳遞系統(tǒng)200包括熱交換器400，從而回收來自排氣道122中流動的排氣的熱。熱交換器400在發(fā)動機108和排氣處理系統(tǒng)124之間的位置處熱連接至排氣通道122。熱交換器400經(jīng)由HTF返回連接212和HTF供應連接214連接至熱電池300。HTF返回連接212和HTF供應連接214共同構成第一熱傳遞回路。按這種方式，HTF可以在熱交換器400和熱電池300之間循環(huán)，從而在熱電池300中的PCM和流經(jīng)熱交換器400的排氣之間交換熱。具體地，熱交換器400經(jīng)由HTF返回連接212熱連接至熱電池300的出口，并且經(jīng)由HTF供應連接214熱連接至熱電池300的入口。例如，通過經(jīng)由HTF返回連接212將HTF循環(huán)至熱交換器400，熱電池300可以將存儲在PCM內的熱輸送至熱交換器400。按這種方式，存儲在熱電池300內的熱可以被用于增加排氣處理系統(tǒng)124上游的排氣流的溫度，以便減少達到催化轉化器起燃的時間。類似地，通過經(jīng)由HTF供應連接214將HTF循環(huán)至熱電池300內的PCM，熱交換器400可以將廢熱輸送至熱電池300。按這種方式，HTF可以由排氣流加熱，從而再充電熱電池300的熱容量。該熱可以被用于對熱電池進行再充電，以便熱電池存儲在隨后發(fā)動機啟動時所用的熱，從而減少催化轉化器起燃延遲，以及減少熱的可用性延遲，其中該熱用于車廂加熱系統(tǒng)或需要熱的其他車輛系統(tǒng)中。有利地是當熱存儲裝置的溫度低于閾值時——例如，在熱電池已釋放其熱容量后、和/或在各種車輛系統(tǒng)足夠暖之后，按照這種方式對熱電池300進行再充電。如圖2所示，HTF供應連接214包括泵210，從而將來自熱電池300的HTF流誘導至熱交換器400。HTF返回連接212中可以包括類似的泵（未示出），從而將來自熱交換器的HTF流誘導至熱電池。管道內的HTF可以與在HTF流體供應和返回連接214和212內流動的HTF相同。作為另一個示例，管道內的HTF可以是不同的流體。除其他因素外，熱傳遞系統(tǒng)200的控制還可以取決于在排氣通道122內流動的排氣的溫度。可以通過位于排氣通道122內的一個或更多溫度傳感器測量排氣溫度。例如，如圖2所示，溫度傳感器216可以測量熱交換器400上游的排氣溫度?？商鎿Q地，基于發(fā)動機工況，例如速度、負荷、空氣燃料比（AFR）、噴射延遲正時等，可以推斷出排氣溫度。此外，可以通過一個或更多排氣傳感器計算排氣溫度。應明白的是，可替換地，可以通過本文所列舉的溫度估算方法的任意組合，來估算排氣溫度。如圖2所示，第一閥門218被設置在熱電池300的下游端的熱傳遞管道內?？梢越?jīng)由控制器（未示出）來控制第一閥門218的位置，從而將HTF流引導至HTF供應連接214和HTF導管系統(tǒng)220中的一個或兩個中。HTF導管系統(tǒng)220將熱電池300連接至第二熱傳遞回路中的車廂加熱系統(tǒng)202，或可選地連接至第三熱傳遞回路中的一個或更多其他車輛系統(tǒng)204，這取決于被布置在第一閥門218下游的HTF導管系統(tǒng)220內的第二閥門222的位置。例如，基于熱交換器400上游的排氣道122內的排氣溫度，可經(jīng)由控制器（未示出）來控制第二閥門222的位置。例如，當排氣溫度超過閾值時，第一閥門218可以被控制以關閉第一熱傳遞回路，以便來自熱電池的HTF僅流至HTF導管系統(tǒng)220。在這種情況下，第二閥門222可以被控制以允許HTF從熱電池流入第二熱傳遞回路，從而將熱輸送至車廂加熱系統(tǒng)202。例如，HTF導管系統(tǒng)220內的HTF可以熱連接（例如，以熱接觸的方式）車廂加熱系統(tǒng)202的流體，從而將熱傳遞至系統(tǒng)?？商娲兀诙y門222可被控制以允許HTF從熱電池流入第二熱傳遞回路以及第三熱傳遞回路，以便熱還可被輸送至一個或更多其他車輛系統(tǒng)。例如，經(jīng)第三熱傳遞回路，熱可被輸送至一個或更多變速器、傳動系統(tǒng)差速器、熱驅動吸附空調系統(tǒng)、以及電池。也就是，HTF導管系統(tǒng)220內的HTF可以熱連接（例如，以熱接觸的方式）變速器、傳動系統(tǒng)差速器、熱驅動吸附空調系統(tǒng)、以及電池中的一個或更多的流體，從而將熱傳遞至各個系統(tǒng)。如圖2所示，在車廂加熱系統(tǒng)和一個或更多其他車輛系統(tǒng)的下游，可以合并第二和第三熱傳遞回路。如圖所示，在合并后，第二和第三熱傳遞回路可以直接在HTF供應連接214內的泵210的上游終止。以這種方式，HTF可以被循環(huán)返回至第一熱傳遞回路，以便HTF可以被熱交換器400處的廢熱再補充，然后經(jīng)由HTF返回連接212循環(huán)返回至熱電池300。應理解的是對于車廂加熱系統(tǒng)202和一個或更多其他車輛系統(tǒng)中的每個車輛系統(tǒng)來說，僅流體導管（例如，冷卻通道）與HTF導管熱接觸。以這種方式，在熱交換器和熱電池處發(fā)生熱傳遞，而不是在車廂加熱系統(tǒng)或其他車輛系統(tǒng)處發(fā)生熱傳遞，其中熱可被輸送至這些系統(tǒng)。圖2所示的熱傳遞系統(tǒng)可以根據(jù)其部件的布置實現(xiàn)各種優(yōu)勢。例如，如圖1所示，熱電池300可以被設置在后排座椅106下方。因為在后排座椅106下方存在充足的空間，熱電池可以具有大的尺寸，因此可以具有相對大的存儲能力。通過在前部發(fā)動機艙110內接近發(fā)動機排氣歧管（未示出）設置熱交換器400，可以實現(xiàn)進一步優(yōu)勢，以便廢熱可以從發(fā)動機排氣被傳遞至HTF，HTF在排氣排出排氣歧管之后（以及因此在出現(xiàn)大量熱耗損之前），立刻在熱交換器內循環(huán)。應理解的是通過示例方式提供熱傳遞系統(tǒng)200，因此，其并不意味著作為限制。因此，應理解的是熱傳遞系統(tǒng)200可以包括除圖2所示的額外的和/或可替換零件，而不背離該公開范圍。圖3A-3B示出根據(jù)本公開實施例的熱電池300。圖3A示出外部透視圖，圖3B示出沿平面B截取的熱電池300的透視橫截面圖。首先參考圖3A，熱電池300可以是圓柱形。換言之，熱電池300可以具有圓形截面。此外，熱電池300可以從水平面傾斜角度301。這樣的角度可以利于通過裝置的有效熱傳遞。如本文所使用的，水平面是指車輛在其上駕駛的地面。例如，圖3A示出水平軸線302和垂直軸線304。垂直軸線可以與水平軸線正交。因此，垂直軸線可以與車輛駕駛的地面正交。如圖所示，熱電池300可以從水平軸線302傾斜角度301。在一些實施例中，熱電池300可以從水平面傾斜5°；然而，應明白的是，在不背離該公開范圍的情況下，可能有其他的角度。此外，在一些實施例中，熱電池300可以不傾斜。例如，熱電池300可以與水平面處于同一水平。也就是，角度301可以是零度。如圖所示，熱電池300包括入口通道306和出口通道308。入口和出口通道可以傳送HTF。此外，熱電池可以容納PCM。入口通道306可以被連接至熱電池300的中心位置處。例如，入口通道306可以被連接至熱電池300的第一端部310的中心位置處。換言之，入口通道306可以具有中心軸線312，其與端部310的中心軸線...