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车辆上的冷却回路和方法

阅读：1016发布：2020-07-04

专利汇可以提供车辆上的冷却回路和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且这涉及一种冷却回路，该冷却回路包括液体循环路径以及，布置在该路径上的：以串联方式的发动机 (2)和散热器(8)，在散热器的入口和出口之间并联地安装在第一分支上，包含至少一个体积的存储-交换器(10)：封闭用于储存和释放热能的元件，该元件包含相变材料 PCM，置于与所述液体(9)处于热交换关系，以及围绕其布置的至少一个包含PCM的第一层和一个包含多孔热绝缘材料的第二层，以及阀 (14，16，18)，其定位成引导来自从发动机流向散热器和/或存储-交换器的液体的循环。，下面是车辆上的冷却回路和方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种使用传热液体(9)的车辆冷却回路上的温度管理系统，该回路包括液体循环路径并且，布置在所述循环路径上：
-以串联方式，用于使液体沿着路径循环的装置(6)，用于移动车辆的发动机(2)，其部件将置于与液体处于热交换关系，以及热交换器(8)，所述热交换器(8)具有入口和出口用于所述液体以便使该液体与交换器内的另一种流体处于热交换关系，
-安装在热交换器(8)的入口和出口之间的第一分支(12)上的热存储器(10)，所述液体(9)可以进入所述热存储器并能够从所述热存储器中排出；
-以及阀(14，16，18；14'，16'，18'，20')，其定位成使得来自发动机的液体流向热交换器(8)和/或热存储器，
其特征在于，所述热存储器(10)是包含至少一个体积(7)的潜热存储和热能释放单元：
-封闭包含相变材料(PCM)的元件(13)，考虑与该液体(9)热交换，所述元件用于存储和释放该液体(9)所含有的热能，
-以及围绕其安装热屏障，所述热屏障包括至少一个含有PCM的第一层(15)，并且所述第一层被包含多孔热绝缘材料的第二层(23)包围以使所述体积(7)与外部热隔离。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，至少一些所述PCM元件(13)具有小于或等于所述第一层(15)的PCM的熔化温度的熔化温度。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，阀(14，16，18；14'，16'，18'，20')以这样的方式定位在回路上：
-在常规模式下，来自发动机(2)的所述液体可流入热交换器(8)而不流入单元(10)中，然后返回到发动机，
-当单元(10)处于卡路里在所述PCM元件(13)中充入的另一模式时，来自发动机(2)的液体可至少部分地流入所述单元(10)并进入热交换器(8)并且然后返回到发动机，-当单元(10)处于通过所述PCM元件(13)排出卡路里的另一种模式时，来自发动机(2)的液体可流入单元(10)而不流过热交换器(8)，并且然后返回到发动机。
4.根据前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，阀(14，16，18)包括以下部件：
-第一三通阀(14)，其被定位成使液体(9)要么朝向热交换器(8)或朝向所述单元(10)循环，
-第二双通阀(16)，其被定位成允许液体在其打开时在热交换器中循环并且当其关闭时阻止液体在其中循环，
-以及第三双通阀(18)，其被定位如下：
-当单元(10)处于所述卡路里-充入模式时，通过关闭任何返回到发动机从而绕过热交换器(8)而将来自发动机的任何液体循环到单元中，
-以及，当该单元处于所述卡路里排出模式时，使来自该单元的任何液体朝向发动机循环。
5.根据权利要求1或3之一所述的系统，其特征在于：
-阀(14'，16'，18'，20')包括第一三通阀(14')和第二、第三以及第四双通阀(16'，18'，
20')，
-关于液体(9)的循环，单元(10)与热交换器(8)的出口的连接位于循环路径的第二分支(22)的下游，该第二分支(22)：
-连接到第一阀，该第一阀被定位成共享从热交换器和所述第二分支(22)之间的发动机(2)出来的液体流，
-并且在热交换器的下游打开以允许当第一阀(14)朝向热交换器关闭并且朝向第二分支打开时使它被绕过，
-关于液体的循环，单元(10)朝向热交换器的入口的连接位于第一阀的上游并且包括定位于第一分支(12)上的第二阀(16')，以便：
-当它处于打开状态时，允许液体循环进入单元，当第一个阀处于打开状态时，-以及，当它处于关闭状态时，阻止从单元(10)流出的液体返回到第一阀，-循环路径的第三分支(24)包括第三阀(18')并且连接在第一分支(12)上的第二阀(16')和所述单元(10)之间，
-以及，当第三阀(18')处于关闭状态并且第二阀(16')处于打开状态时并且当单元(10)处于卡路里-充入状态时，第一分支(12)允许从第二阀流出的液体朝向单元循环，第三阀(18)在其处于关闭状态时阻止任何液体通过所述第三分支(24)返回到发动机而不流过单元(10)以及，当第三阀(18)处于打开状态时，允许液体返回到发动机，当第四阀(20)关闭时，第四阀(20')被定位成：
-当其处于打开状态时，当所述单元处于卡路里-充入状态时，允许液体在通过单元(10)后以这种方式返回，
-以及，当其处于关闭状态时，阻止来自第三分支(24)的液体返回热交换器(8)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述单元(10)的体积设置有用于使液体曲流的挡板(12)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，单元在所述液体的路径中包含一系列隔板(29)，所述隔板：
-将体积分成连续的子体积(7a，7b等)，其中用于存储和随后释放热能的所述元件(13)分批地设置，
-并且具有至少一个用于子体积之间流通的通道(30)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，至少第二层包含热绝缘材料(23)，其容纳在不渗透所述材料和空气的至少一个袋(19)中，以便在所述口袋中建立空气间隙，形成真空绝热板。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，体积或每个体积(7)由具有可塑聚合物材料的外围壁(5)侧向限制，并且第一和第二层(15，23)布置在所述壁中。
10.根据权利要求7单独或与权利要求8或9之一组合所述的系统，其特征在于：
-单元(10)包括沿轴线(27)堆叠且各自包含子体积(7a，7b等)的多个结构不同的相邻模块(3)，
-并且至少一些模块分别包括将两个相邻模块横向于所述轴线分开的底部(290)，每个底部对应于所述壁，此处所述至少一个连通通道(30)允许液体(9)进入和排出，通道沿着轴线相对于彼此横向地偏移。
11.一种车辆冷却回路上的温度管理方法，所述回路包括用于使传热液体(9)循环的路径，并且在所述路径上布置以下部件：
-用于沿路径循环液体的装置(6)，
-用于移动车辆的发动机(2)，其部件将置于与液体成热交换关系，
-热交换器(8)，其具有用于所述液体的入口和出口以使其与另一种流体处于热交换关系，
-在进入交换器(8)的入口之前，具有潜热存储和热能释放单元(10)，所述液体(9)可以进入该潜热存储和热能释放单元(10)中并且可以从中排出，该单元包含至少一个体积：
-封闭用于储存和释放所述液体(9)中包含的热能的元件(13)，该元件包含相变材料PCM，并且置于目的是与所述液体(9)处于热交换关系，
-并且围绕其安装热屏障，该热屏障包括至少一个包含PCM的第一层(15)和一个包含多孔热绝缘材料的第二层(23)，以将单元(10)与外部热隔离。
-以及阀(14，16，18，14，16'，18'，20')，被定位成来自发动机的液体流向热交换器(8)和/或热能存储和释放单元(10)，以这样一种方式使得：
-在常规模式下，离开发动机(2)的液体流过热交换器(8)，而所述液体没有流过单元(10)，
-以及，当单元(10)处于通过所述PCM元件(13)充入卡路里的模式时，离开发动机的液体流过单元，在此之后液体流过热交换器(8)，然后返回到发动机。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在回路中建立所述卡路里-充入模式之后，建立其中卡路里从单元(10)的PCM元件(13)排出的模式，通过使所有已经离开发动机的液体流过所述单元，然后使所述液体返回到发动机(2)。
13.一种在设置有权利要求5的回路的车辆上的温度管理方法，其特征在于：
-在常规模式下，离开发动机的液体(9)流过第一阀(14')并且然后流过热交换器，而不流入单元(10)中，也不流过第二和第三阀(16'，18')，第二和第三阀(16'，18')然后关闭，第四阀(20')打开，
-当单元(10')处于卡路里-充入模式时，离开发动机的液体至少部分地流过第二阀(16')，该第二阀(16')将液体引向单元，而通过第一阀(18')流向热交换器并进入第二分支(22)的液体根据单元中或热交换器中的至少一个物理参数被调节，在此之后液体返回到发动机，第四阀(20')打开并且第三阀关闭，
-当单元处于卡路里-排放模式时，离开发动机的液体流过第一阀(14')，该第一阀(14')引导液体仅通过第二分支(22)流向单元，而没有流过热交换器(8)，第四阀关闭，在此之后液体返回到发动机，第二阀(16')关闭且第三阀打开。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：
-所述物理参数是温度并且在常规模式下，第一阀(14')根据与热交换器相关的温度数据共享热交换器和所述第二分支(22)之间的所述液体的流量。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，如果功率问题发生在常规模式下的热交换器(8)上，由于温度传感器(26)检测到的热过载引起，则第四阀(20')关闭并且第三阀(18')打开，以确保在通过热交换器后单元(10)中的液体的循环，并且然后，一旦温度传感器检测到热过载结束，第一阀(14')再次共享在热交换器和所述第二分支之间的所述液体的流量，而温度传感器(26)已经检测到热过载后，所述第一阀(14')已经将所有液体导向热交换器而不通过第二分支(22)。
1.一种使用传热液体(9)的车辆冷却回路上的温度管理系统，该回路包括液体循环路径并且，布置在所述循环路径上：
-以串联方式，用于使液体沿着路径循环的装置(6)，用于移动车辆的发动机(2)，其部件将置于与液体处于热交换关系，以及热交换器(8)，所述热交换器(8)具有入口和出口用于所述液体以便使该液体与交换器内的另一种流体处于热交换关系，
-安装在热交换器(8)的入口和出口之间的第一分支(12)上的热存储器(10)，所述液体(9)可以进入所述热存储器并能够从所述热存储器中排出；
-以及阀(14，16，18；14'，16'，18'，20')，其定位成使得来自发动机的液体流向热交换器(8)和/或热存储器，
其特征在于，所述热存储器(10)是包含至少一个体积(7)的潜热存储和热能释放单元：
-封闭包含相变材料(PCM)的元件(13)，考虑与该液体(9)热交换，所述元件用于存储和释放该液体(9)所含有的热能，
-以及围绕其安装热屏障，所述热屏障包括至少一个含有PCM的第一层(15)，并且所述第一层被包含多孔热绝缘材料的第二层(23)包围以使所述体积(7)与外部热隔离。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，至少一些所述PCM元件(13)具有小于或等于所述第一层(15)的PCM的熔化温度的熔化温度。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，阀(14，16，18；14'，16'，18'，20')以这样的方式定位在回路上：
-在常规模式下，来自发动机(2)的所述液体可流入热交换器(8)而不流入单元(10)中，然后返回到发动机，
-当单元(10)处于卡路里在所述PCM元件(13)中充入的另一模式时，来自发动机(2)的液体可至少部分地流入所述单元(10)并进入热交换器(8)并且然后返回到发动机，-当单元(10)处于通过所述PCM元件(13)排出卡路里的另一种模式时，来自发动机(2)的液体可流入单元(10)而不流过热交换器(8)，并且然后返回到发动机。
4.根据前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，阀(14，16，18)包括以下部件：
-第一三通阀(14)，其被定位成使液体(9)要么朝向热交换器(8)或朝向所述单元(10)循环，
-第二双通阀(16)，其被定位成允许液体在其打开时在热交换器中循环并且当其关闭时阻止液体在其中循环，
-以及第三双通阀(18)，其被定位如下：
-当单元(10)处于所述卡路里-充入模式时，通过关闭任何返回到发动机从而绕过热交换器(8)而将来自发动机的任何液体循环到单元中，
-以及，当该单元处于所述卡路里排出模式时，使来自该单元的任何液体朝向发动机循环。
5.根据权利要求1或3之一所述的系统，其特征在于：
-阀(14'，16'，18'，20')包括第一三通阀(14')和第二、第三以及第四双通阀(16'，18'，
20')，
-关于液体(9)的循环，单元(10)与热交换器(8)的出口的连接位于循环路径的第二分支(22)的下游，该第二分支(22)：
-连接到第一阀，该第一阀被定位成共享从热交换器和所述第二分支(22)之间的发动机(2)出来的液体流，
-并且在热交换器的下游打开以允许当第一阀(14)朝向热交换器关闭并且朝向第二分支打开时使它被绕过，
-关于液体的循环，单元(10)朝向热交换器的入口的连接位于第一阀的上游并且包括定位于第一分支(12)上的第二阀(16')，以便：
-当它处于打开状态时，允许液体循环进入单元，当第一个阀处于打开状态时，-以及，当它处于关闭状态时，阻止从单元(10)流出的液体返回到第一阀，-循环路径的第三分支(24)包括第三阀(18')并且连接在第一分支(12)上的第二阀(16')和所述单元(10)之间，
-以及，当第三阀(18')处于关闭状态并且第二阀(16')处于打开状态时并且当单元(10)处于卡路里-充入状态时，第一分支(12)允许从第二阀流出的液体朝向单元循环，第三阀(18)在其处于关闭状态时阻止任何液体通过所述第三分支(24)返回到发动机而不流过单元(10)以及，当第三阀(18)处于打开状态时，允许液体返回到发动机，当第四阀(20)关闭时，第四阀(20')被定位成：
-当其处于打开状态时，当所述单元处于卡路里-充入状态时，允许液体在通过单元(10)后以这种方式返回，
-以及，当其处于关闭状态时，阻止来自第三分支(24)的液体返回热交换器(8)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述单元(10)的体积设置有用于使液体曲流的挡板(12)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，单元在所述液体的路径中包含一系列隔板(29)，所述隔板：
-将体积分成连续的子体积(7a，7b等)，其中用于存储和随后释放热能的所述元件(13)分批地设置，
-并且具有至少一个用于子体积之间流通的通道(30)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，至少第二层包含热绝缘材料(23)，其容纳在不渗透所述材料和空气的至少一个袋(19)中，以便在所述口袋中建立空气间隙，形成真空绝热板。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，体积或每个体积(7)由具有可塑聚合物材料的外围壁(5)侧向限制，并且第一和第二层(15，23)布置在所述壁中。
10.根据权利要求7单独或与权利要求8或9之一组合所述的系统，其特征在于：
-单元(10)包括沿轴线(27)堆叠且各自包含子体积(7a，7b等)的多个结构不同的相邻模块(3)，
-并且至少一些模块分别包括将两个相邻模块横向于所述轴线分开的底部(290)，每个底部对应于所述壁，此处所述至少一个连通通道(30)允许液体(9)进入和排出，通道沿着轴线相对于彼此横向地偏移。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在回路中建立所述卡路里-充入模式之后，建立其中卡路里从单元(10)的PCM元件(13)排出的模式，通过使所有已经离开发动机的液体流过所述单元，然后使所述液体返回到发动机(2)。
12.一种在设置有权利要求5的回路的车辆上的温度管理方法，其特征在于：
-在常规模式下，离开发动机的液体(9)流过第一阀(14')并且然后流过热交换器，而不流入单元(10)中，也不流过第二和第三阀(16'，18')，第二和第三阀(16'，18')然后关闭，第四阀(20')打开，
-当单元(10')处于卡路里-充入模式时，离开发动机的液体至少部分地流过第二阀(16')，该第二阀(16')将液体引向单元，而通过第一阀(18')流向热交换器并进入第二分支(22)的液体根据单元中或热交换器中的至少一个物理参数被调节，在此之后液体返回到发动机，第四阀(20')打开并且第三阀关闭，
-当单元处于卡路里-排放模式时，离开发动机的液体流过第一阀(14')，该第一阀(14')引导液体仅通过第二分支(22)流向单元，而没有流过热交换器(8)，第四阀关闭，在此之后液体返回到发动机，第二阀(16')关闭且第三阀打开。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
-所述物理参数是温度并且在常规模式下，第一阀(14')根据与热交换器相关的温度数据共享热交换器和所述第二分支(22)之间的所述液体的流量。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，如果功率问题发生在常规模式下的热交换器(8)上，由于温度传感器(26)检测到的热过载引起，则第四阀(20')关闭并且第三阀(18')打开，以确保在通过热交换器后单元(10)中的液体的循环，并且然后，一旦温度传感器检测到热过载结束，第一阀(14')再次共享在热交换器和所述第二分支之间的所述液体的流量，而温度传感器(26)已经检测到热过载后，所述第一阀(14')已经将所有液体导向热交换器而不通过第二分支(22)。
15.一种在使用传热液体的车辆冷却回路上实施温度管理系统的方法，该回路包括循环传热液体的路径并且，布置在所述循环路径上：
-以串联方式，用于使传热液体沿着路径循环的装置，用于移动车辆的发动机，发动机具有将置于与传热液体处于热交换关系的部件，以及热交换器，所述热交换器具有入口和出口用于所述传热液体以便放置该传热液体与热交换器内的另一种流体处于热交换关系，-安装在热交换器的入口和出口之间的第一分支上的热存储器，所述传热液体可以进入所述热存储器并能够从所述热存储器中排出，所述热存储器包含至少一个体积；
-封闭包含相变材料(PCM)的元件，考虑与该传热液体热交换，所述元件用于存储和释放该传热液体所含有的热能，
-以及围绕其安装热屏障，所述热屏障包括含有多孔热绝缘材料的层以使所述体积与外部热隔离，
-以及阀，被定位成来自发动机的传热液体流向热交换器和/或热存储器，以这样一种方式使得：
-在常规模式下，离开发动机的传热液体流过热交换器，而所述传热液体没有流过单元，
-以及，当单元处于通过包括相变材料的所述元件充入卡路里的状态时，离开发动机的传热液体流过热交换器，然后返回到发动机。

说明书全文

车辆上的冷却回路和方法

[0001] 本发明涉及在车辆冷却回路中的传热流体的循环。

[0002] DE 1953502中公开了使用传热液体的车辆冷却回路上的温度管理系统，该回路包括液体循环路径，并且在路径上布置如下：

[0003] -以串联方式，用于使液体沿着路径循环的装置，用于移动车辆的发动机，其部件将置于与液体处于热交换关系，以及热交换器，该热交换器具有入口和出口用于所述液体以便使该液体与交换器内的另一种流体处于热交换关系，

[0004] -在热交换器的入口和出口之间连接(即安装在第一分支上)热存储器，所述液体可以进入并且可以从热存储器排出；

[0005] -以及阀，其定位成使得来自发动机的液体流向热交换器和/或热存储器。

[0006] 然而，在DE 1953502中，热存储器尤其是用于回收显热，以用于加热车辆的发动机以便减少废气排放，用于显热的热存储成本被呈现为有利的并且用于潜热储存的传热流体在发动机的冷却回路中表现积极，如果没有危险的话。

[0007] 然而，这里追求的目标涉及以下内容：

[0008] -高能量性能(在约5至20分钟后优选可用的热能快速储存，在快速释放能量之前保持该能量6至15小时，通常在几分钟内(特别是在少于2至3分钟内))，

[0009] -体积(空间要求)和/或有限的重量，

[0010] -组装和操作周期可靠，随着时间易于执行、安装和维护，用于顺利地应对这些车辆可能遇到的紧急情况，

[0011] -可靠的制造，安装和操作成本与大批量生产相匹配(如在汽车领域)。

[0012] 在这种情况下，这里提出的与DE 1953502不同的是，在上面介绍的系统中，热存储器是潜热存储和热能释放单元(下文称为“单元”)，其包含至少一个体积：

[0013] -封闭包含相变材料(PCM)的元件，考虑与该液体热交换，该元件用于存储和释放所述液体中含有的热能，

[0014] -以及围绕其安装热屏障，所述热屏障包括至少一个包含PCM的第一层并且其被包含多孔热绝缘材料的第二层包围以使所述体积与外部热隔离。

[0015] 因此与使用潜热和热管理相关的热性能以及保护热屏障将被结合起来。

[0016] 为了优化所述单元中的潜热的使用，有利地提出至少一些所述PCM元件具有小于或等于所述第一层的PCM的熔化温度的熔化温度。

[0017] 正如将会理解的那样，虽然该单元的所述PCM元件将与将在其中间循环的所述液体处于热交换关系，但PCM围绕容纳它们的整个体积将不会与液体接触。当然，它将对在体积内发生的热交换敏感，以便根据在该单元的所述PCM元件中间循环的液体的温度来存储或释放热能。至于包含热绝缘材料的第二层，它将从外部环境条件下保持单元的内部，从而促进最佳期望的潜热的使用。

[0018] 详细说明相变材料(或PCM)将指能够在有限温度范围内改变其物理状态的任何材料。通过使用其潜热进行热存储：然后材料可以通过仅仅改变状态来存储或释放能量，同时保持基本恒定的温度，即状态改变的温度。

[0019] 此外，上述“车辆”将是由上述发动机移动的那些，特别是在汽车(轿车、卡车等)，航空和海上(水面船舶、潜艇、各种浮力装置等)部分。

[0020] 其结果是上述术语交换器包括以下两者：

[0021] -轿车或飞机散热器一般为流体(空气)-液体(乙二醇水)交换器，[0022] -液体-液体交换器与诸如船的海洋结构相似，其中散热器通常是液体(海水)-液体(淡水)交换器。

[0023] 回路可以用两种方式组装。然而，建议在所有情况下，回路的所述阀如此定位以便：

[0024] -在常规模式下，来自发动机的所述液体可以：

[0025] -流经热交换器而不流经单元，

[0026] -然后返回到发动机，

[0027] -当单元的所述PCM元件处于卡路里-充入状态(或模式)时，来自发动机的任何液体可至少部分地流过所述单元并穿过热交换器，然后返回到发动机，

[0028] -或者甚至当单元的所述PCM元件处于卡路里排出状态(或模式)时，来自发动机的液体可以：

[0029] -流经单元而不流经热交换器，

[0030] -然后返回到发动机。

[0031] 因此，潜热可以方便地被存储(充入状态)然后释放(排出状态)，除非处于不允许它的状态(回路的常规模式)。

[0032] 详细说明在第一组件(称为“串联”)中，建议阀优选地包括以下内容：

[0033] -第一三通阀，其被定位成使液体要么朝向热交换器或朝向所述单元循环，[0034] -第二双通阀，其被定位成允许液体在其打开时在热交换器中循环并且当其关闭时阻止液体在其中循环，

[0035] -以及第三双通阀，其被定位如下：

[0036] -当单元处于所述卡路里-充入状态(模式)时，通过关闭任何返回到发动机从而绕过热交换器而将来自发动机的任何液体循环到单元中，

[0037] -以及，当单元处于所述卡路里-排放状态(模式)时，使来自单元的任何液体朝向发动机循环。

[0038] 有利地，然后优选的操作将如下：

[0039] -在常规模式下，离开发动机的液体将流过第一阀然后完全流过交换器，而不流过该单元，第二阀打开且第三阀关闭，

[0040] -当单元处于卡路里-充入状态时，离开发动机的液体将流过第一阀，该第一阀将引导全部液体流向该单元，在此之后液体流过热交换器并且然后返回到发动机，第二阀打开并且第三阀关闭，

[0041] 以及，当单元处于卡路里-排放状态时，液体将流过第一阀并且然后完全进入单元并且然后返回到发动机，第二阀关闭并且第三阀打开。

[0042] 这种简单、易于实施和有效的解决方案的缺点是，它无法处理散热器处于过度热负载状态(模式)，此时需要取消散热器中的温度峰值。

[0043] 第二组件(称为“并联”)，如下所述，确实允许这样当：

[0044] -阀包括第一三通阀和第二、第三和第四双通阀，

[0045] -单元到热交换器出口的连接位于相对于液体循环的循环路径的第二分支的下游，其中：

[0046] -连接到第一阀，该第一阀被定位成共享来自热交换器和所述第二分支之间的发动机的液体流量，

[0047] -并且在热交换器的下游打开以允许当第一阀朝向热交换器关闭并且朝向第二分支打开时使液体绕过，

[0048] -关于液体的循环，单元朝向热交换器的入口的连接位于第一阀的上游并且包括位于第一分支上的第二阀，以便：

[0049] -当它处于打开状态时，允许液体循环进入单元，当第一个阀处于打开状态时，[0050] -以及，当它处于关闭状态时，阻止任何流出单元的液体返回到第一阀，[0051] -循环路径的第三分支包括第三阀并且连接在第一分支上的第二阀和所述单元之间，

[0052] -以及，当第三阀处于关闭状态并且第二阀处于打开状态时并且当单元处于卡路里-充入状态时，第一分支允许从第二阀流出的液体朝向该单元循环，第三阀在其处于关闭状态时阻止任何液体通过所述第三支路返回到发动机而不流过该单元以及，当第三阀处于打开状态时，允许液体返回到发动机，当第四阀关闭时，第四阀被定位成：

[0053] -当它处于打开状态时，当所述单元处于卡路里-充入状态时，允许液体通过单元后以这种方式返回，

[0054] -以及，在它处于关闭状态时，阻止来自第三分支的液体返回热交换器。

[0055] 有利地，然后优选的操作将如下：

[0056] -在常规模式下，离开发动机的液体流过第一阀并且然后流过热交换器，而不流入该单元，也不流过随后关闭的第二阀和第三阀，第四阀打开，

[0057] -当单元处于卡路里-充入状态时，离开发动机的液体至少部分地流过第二阀，该第二阀将其引向单元，而通过第一阀朝向热交换器并进入第二分支根据单元中或热交换器中的至少一个物理参数被调节，在此之后液体返回到发动机，第四阀打开并且第三阀关闭，[0058] -当单元处于卡路里-排放状态时，离开发动机的液体流过第一阀，该第一阀引导液体仅通过第二分支流向单元，而不流过热交换器，第四阀关闭，在此之后液体返回到发动机，第二阀关闭且第三阀打开。

[0059] 下面将进一步描述“散热器在过热负载”模式下的操作。

[0060] 从前述内容可以理解，前述的用于存储和释放热能的单元将允许流体的热管理，甚至整个回路的热管理，尤其是如果散热器的潜在热过载可控。

[0061] 为了全局化前述的与两个发明的组件有关的优选的操作模式，此处进一步提出，由此管理包括用于使传热液体循环的路径的车辆冷却回路上的温度，并且沿着路径布置：

[0062] -用于沿路径循环液体的装置，

[0063] -用于移动车辆的发动机，其部件将置于与液体成热交换关系，

[0064] -热交换器，其具有用于所述液体的入口和出口以使其与另一种流体处于热交换关系，

[0065] -在进入交换器的入口之前，潜热存储和热能释放单元，所述液体可以进入该潜热存储和热能释放单元并且可以从该潜热存储和热能释放单元中排出，并且其包含至少一个体积：

[0066] -封闭用于存储和释放热能的元件，该元件包含相变材料，该热能包含在所述液体中，并且置于目的是与该液体处于热交换关系，

[0067] -并且围绕其安装热屏障，所述热屏障包括至少一个包含PCM的第一层和一个包含多孔热绝缘材料的第二层，以将单元与外部热隔离。

[0068] -以及阀，被定为成来自发动机的液体流向热交换器和/或热能存储和释放单元，以这样的方式使得：

[0069] -在常规模式下，离开发动机的液体流过热交换器，而所述液体没有流过该单元，[0070] -以及，当单元处于通过所述PCM元件充入卡路里的状态时，离开发动机的液体流过单元，在此之后流过热交换器，然后返回到发动机。

[0071] 因此，从已经流过发动机的液体回收潜热的能力将得到优化。

[0072] 如结合第一组件所解释的，在回路中建立卡路里-充入状态之后，还可以建立其中卡路里从该单元的PCM元件排出的状态，通过使所有的已经离开发动机的液体流过所述单元，然后使所述液体返回到发动机，这在这种情况下补充了上述优点。

[0073] 关于该单元的内部执行，发明人还试图应用他们已经定义的补充解决方案：高能量性能，有限的空间需求和/或重量，可靠的组装和操作周期，随时间易于执行、安装和维护，以及具有成本效益的制造、安装和操作。

[0074] 此外，虽然它们的物理原理看起来很有用，但PCM，就像绝缘材料(如果有空气间隙可以实现的话，是多孔的)，在目前的实施中似乎并不符合市场预期。

[0075] 另外，建议遵守以下全部或部分内容：

[0076] a)单元的所述体积设置有挡板以使液体曲流；

[0077] b)至少包含热绝缘材料的第二层容纳在不渗透所述材料和空气的外壳中，从而在所述外壳内形成空气间隙，形成真空绝热板(VIP)；

[0078] c)体积或每个体积由具有可塑的聚合物材料的外围壁横向限制，并且第一和第二层与所述聚合物材料集成；

[0079] d)单元(1)包括几个结构上不同的相邻模块，这些相邻模块沿着一个轴线堆叠并且每个包含子体积，

[0080] -并且至少一些模块分别包括将两个相邻模块横向于轴线分隔的底部，每个底部对应于所述壁，在所述壁处所述至少一个连通通道允许液体进入和离开，通道相对于彼此沿着轴线横向偏移。

[0081] “VIP”是指在部分真空(内部压力范围为10至104Pa)下包含至少一种原则上多孔的热绝缘材料的气密外壳。替代方案可以是用导热系数低于环境空气(26mW/m·K)的气体代替真空。绝缘材料可以不是多孔的。

[0082] 这里，“多孔”是指具有允许空气通过的空隙的材料。因此，开孔式多孔材料包括泡沫，但也包括纤维材料(诸如玻璃棉或岩棉)。允许称为孔的通道的间隙具有小于1或2mm的-9尺寸以确保适当的热绝缘，并且优选1微米，并且特别优选10 米(纳米多孔结构)的尺寸特别是出于耐老化的原因，并且因此VIP外壳空间中可能较不强烈的负压。

[0083] 而上述对可塑材料的主体的提及将覆盖用玻璃纤维增强的注射热塑性树脂和浸渍织物或垫，诸如织物或无纺布的热固性树脂，。

[0084] 如果需要，本发明的各个方面将被更好地理解以及其他特征、细节和优点将变得显而易见，通过阅读以下描述，以非限制性实施例的方式给出的并参考附图(其中可能用于流体的适当循环所需的辅助设备没有示出：止回阀、过滤器等)并且其中：

[0085] -图1至3，一方面，以及图4至8在另一方面分别示出了串联和并联存储/交换器的冷却回路的两个实施例，

[0086] -图9、10示意性地示出了存储/交换器(图1)的两个版本，具有关于它所组成的元件的细节，

[0087] -图11示意性地示出了在至少一个气密外壳内的此后由15/23标识的主动热屏障横向围绕的存储/交换器模块；

[0088] -并且图12示意性地示出了三个存储/交换器模块的垂直截面图，所述三个存储/交换器模块一个放置在另一个之上并且在其侧壁中结合主动热屏障，每个模块被模制。

[0089] 因此，图1至图8示出了两种可能的操作模式，即在车辆冷却回路中集成热能存储器。因此可以有两种类型的集成：

[0090] 1.系列集成；图1至3：

[0091] 装配有热发动机2的车辆上的设计的冷却回路1，用于其发动机驱动运动，并且其中在这种情况下循环水，包括闭合回路循环路径4。

[0092] 在其内部，用于液体循环的装置6，诸如泵，其发动机组将通过水回路冷却的发动机2，以及散热器8(一般为空气-液体交换器，如果不是液体-液体交换器，诸如水-水交换器)串联布置在基本闭合回路4a上。

[0093] 尽管示例中所示的发动机2是热发动机，但其也可以是电动机。因此，本解决方案适于具有用于运动的热发动机的车辆、电动车辆和混合动力车辆(具有用于运动的热发动机和电动机)。

[0094] 在所示的实施例中，用于存储和随后释放先前存储的热能的单元10“并联”地安装在散热器的入口8a和出口8b之间的第一分支12上，在其将允许散热器8在“排出”模式下被旁路的方向上，其规定这种安排并不意味着必须是“并联”的操作(参见下面的“充入”模式)。

[0095] 阀14(三通)和16、18(双通)被定位成引导来自发动机流向散热器和/或单元10的液体流动。通常，这些是通过远程计算机28 软件自动控制的电磁阀。阀14、16可以是开关阀，阀14具有可变开启/关闭，必须是渐进的。

[0096] 以标准方式，从发动机排出的水是热的(通常在70和95℃之间)，散热器9用于冷却它(60和75℃之间)。因此可以使用这种热水作为传热流体来存储(充入)并且随后经由单元10释放(排出)其包含的部分热能。

[0097] 为此，图9至图11示出了可以适用于确保上述双重功能的可能实施方式，这些实施方式也可以应用于图4至8所示的并行组件。

[0098] 在这种特定情况下，单元10包含至少一个(此处为几个)体积7。

[0099] 每个体积包含用于储存和释放能量的元件13，该元件包括相变材料(PCM)，置于与循环液体处于热交换关系。

[0100] 为了经由这些元件13促进潜热储存(下面的“充入”模式)，至少它们中的一些(如果它们包括固-液PCM)将有利地具有小于或等于所述第一层15的PCM的熔化温度的熔化温度(这也适用于下面的情况2)。

[0101] 至少一个包含PCM的第一层15和一个包含多孔热绝缘材料的第二层23围绕每个体积安装。

[0102] 在发动机组2的出口处，在其中循环的水可以被直接引导至冷却元件(散热器8)。它也可以完全(100％)或部分偏离单元10的储存体积，以确保其能量充入。

[0103] 在常规模式下，如图1所示：在回路4中循环的液体的0％流过单元10。然而，100％的该流体供给散热器8。阀18关闭。阀16打开。

[0104] 当单元10处于充入(CHARGE)模式时，如图2所示：0％的液体通经由散热器8循环，而100％的该流体供给单元10。阀18关闭。阀16打开。

[0105] 当单元10处于排放(DISCHARGE)模式时，如图3所示：0％的液体经由散热器8循环，而100％的该流体供给单元10。阀18打开。阀16关闭。

[0106] 因此，在回路4上：

[0107] -第一三通阀14被定位成使得来自发动机的液体朝向热交换器8和/或单元10循环，

[0108] -第二双通阀16被定位成允许液体在其打开时可以在散热器中循环并且当其关闭时阻止液体在其中循环，

[0109] -而第三个双通阀18被定位成应能达到以下要求：

[0110] -当单元10处于所述卡路里-充入状态(图2)时，通过关闭从分支10到发动机的返回10a从而绕过散热器而将来自发动机2的液体循环到单元10中，

[0111] -以及，当单元10处于所述卡路里-排放状态(图3)时，使从单元10出来的液体朝向发动机2循环。

[0112] 使用上面介绍的组件，具体操作如下所示，如图所示：

[0113] 在常规模式和发动机2的出口处，液体流过第一阀14然后全部流入散热器8，而不流入单元10。第二阀16打开并且第三阀18关闭。

[0114] 当单元10处于卡路里-充入状态并且在发动机的出口处时，液体流过第一阀14，该第一阀引导其仅进入单元10中，在此之后液体流入散热器8，然后返回到发动机。第二阀16打开并且第三阀18关闭。

[0115] 当单元处于卡路里-排放状态时，液体流过第一阀14然后全部流入单元10，然后返回到发动机2。第二阀14关闭并且第三阀18打开。

[0116] 2.其他集成(称为“并联”)；图4至8：

[0117] 在这种情况下，这些阀包括第一三通阀14'和第二16'、第三18'以及第四20'双通阀。

[0118] 所述第一分支12，其包括单元10，还包括第二阀16'。

[0119] 关于液体的循环，单元10与散热器的出口8b的连接位于循环路径的第二分支22的下游，该第二分支22：

[0120] -连接到第一阀14'，该第一阀14'定位成共享从散热器8和所述第二分支22之间的发动机2流出的液体流量，

[0121] -并且在散热器8的下游打开以允许当第一阀14'朝向散热器闭合并且朝向第二分支打开时使其被绕过。

[0122] 在基本闭合回路4a上，第一分支12因此连接在第一阀14'的上游点和第二分支22的连接的下游点之间，在散热器8的出口和第四阀20'之间。

[0123] 此外，关于液体的循环，单元10到散热器入口的连接位于第一阀14'的上游(在其与发动机2的出口之间)，并且包括第二阀16'，第二阀16'被定位成以便：

[0124] -当其处于打开状态时，允许液体循环到单元10中，当第一阀14'处于打开状态时，[0125] -以及，当它处于关闭状态时，阻止任何液体从单元中流出返回到第一阀。

[0126] 循环路径的第三分支24包括第三阀18'以及，在第一分支10上在基本回路4a上连接在第二阀16'和单元10之间以及第三阀下游点处。

[0127] 因此，当第三阀18'处于关闭状态并且第二阀16'处于打开状态并且当单元10处于卡路里-充入状态时，第三支路24允许从第二阀流出的液体循环向所述单元。

[0128] 并且，当处于关闭状态时，第三阀18'阻止液体不流过单元10而直接返回到发动机2，并且当其处于打开状态时，其允许液体以这种方式直接返回，当第四阀20'关闭时。

[0129] 第四阀20'在第一分支12与发动机2的下游连接之间的基本闭合回路4a上的组装，实际上允许其实现以下目的：

[0130] -当其处于打开状态时，当所述单元处于卡路里-充入状态时，允许液体在其通过单元10之后返回到发动机，

[0131] -以及，当其处于关闭状态时，阻止液体返回到散热器8、单元1或第二分支22。

[0132] 利用这样的组件，在发动机组的出口处，水可以被制成循环进入单元10或进入散热器8。单元10可以被供给流向散热器的流体或者从散热器返回的流体。

[0133] 在常规(NOMINAL)模式下：0％的流体流过单元10；阀16'、18'关闭，而通过打开的第一阀，高达100％的流体可从发动机2的出口流过散热器8。散热器中的流量调节，经由阀14'，取决于发动机2产生的热负载并因此取决于该阀14'的打开。

[0134] 当单元10处于充入(CHARGE)模式时：可以根据单元10和散热器的出口温度来调节第一阀14'的设定。

[0135] 当单元10处于排放(DISCHARGE)模式时：0％的循环流过散热器，而来自发动机2并因此需要冷却的100％的流体流过散热器的旁路(旁路分支)22。第三阀18'打开。第二和第四阀关闭。控制这三个阀导致100％循环通过单元10。

[0136] 因此，在常规(NOMINAL)模式和发动机出口处，液体将流过第一阀14'，然后流入散热器，而不流过单元10，第四阀20'打开，第二阀16'和第三阀16'、18'关闭。

[0137] 当单元处于卡路里-充入状态并且在发动机的出口处时，液体将至少部分地流过第二阀16'，该第二阀16'将引导液体流向单元10，而通过第一阀14'流向散热器并且进入第二分支22将根据单元中或散热器中的至少一个物理参数进行调节，在此之后，液体将返回到发动机，第四阀20'打开并且第三阀16'关闭。

[0138] 最后，当单元10排出卡路里时，液体将流过第一阀14'，第一阀14'将专门地引导液体通过第二分支22仅进入单元，而不流过散热器，第四阀20'关闭。随后，液体将返回到发动机2，第二阀16'关闭并且第三阀18打开。

[0139] 作为用于调节在充入状态下通过第一阀14'的物理参数，我们推荐选择一个温度，优选散热器出口温度，该温度可以通过连接到计算机28的传感器26读取。

[0140] 因此，特别是在常规模式下，根据与散热器有关的温度数据，第一阀14'将共享在散热器和第二分支22之间从发动机2出来的液体流。

[0141] 而且，如上所述，根据图4-8所示的这种“并联”集成的组件，将使得它能够处理在常规模式下，由诸如传感器26的温度传感器检测到的热过载(例如，高于75℃的温度)之后，在散热器8上发生功率问题的情况。

[0142] 在这种情况下，第四阀20'将关闭并且第三阀18'将打开，从而确保液体在流过散热器8之后循环到单元10中(参见图7)。

[0143] 再次可以使100％的流量循环进入单元，其中可以提供具有比层15的PCM的熔化温度更高的熔化温度的专用PCM元件13(因此与上述具有较低熔化温度的元件互补)，例如90℃的熔化温度而不是层15中其它元件的70/75℃，因此允许抵消温度峰值。

[0144] 然后，一旦温度传感器检测到热过载的结束(例如，小于70℃的温度)，第一阀14'将再次共享在散热器8和所述第二分支22之间来自发动机的液体流，在由温度传感器26检测到热过载之后，它已经将液体专门地引导至散热器8，因此不流过第二分支(参见图8)。然后常规模式可以被恢复。

[0145] 关于单元10的结构，可以参考图9-11中的优选实施例。

[0146] 图9的图示出了热装置或单元10，其中流体9(用于冷却回路的应用中的传热流体)流入和流出该热装置或单元10，其循环由诸如泵的循环装置6处理。

[0147] 因此，安装在回路4中的热量存储-交换器10是将通过至少一个PCM的相变存储热能的单元，并且该单元随后通过附加的(至少一些)这个(这些)PCM的相变来释放该能量的至少一部分。

[0148] 单元10因此包括一个或多个模块3，每个模块封闭内部体积7，其中流体9在该内部体积7中循环，并且其中用于存储和释放热能的PCM元件13置于与流体接触以实现热交换。

[0149] 如图10所示，(每个)内部体积7将有利地设置有挡板。为了限定它们，可以沿流体路径提供一系列壁29：

[0150] -将体积7分成一系列子体积，诸如7a、7b、7c等，其中元件13将被分批地排列周围和/或在其中流体将以热交换关系循环，

[0151] -并且在子体积之间具有至少一个流通通道30。

[0152] 每个模块可以在31处打开并且通过底部290关闭。

[0153] 在模块3相互叠置的方向27上，在它们形成的堆叠的任一侧上，盖32然后将关闭每个开口31并且可以被加倍与VIP形式的袋34对齐。如图所示，机械保护板36可以沿着轴线27闭合整体。在该位置中，可以是拉杆的紧固装置40沿着轴线27将模块机械地固定在一起。

[0154] 为了可读性的目的，图10、11没有示出元件13。这些可以在图9中看到。它们可以是球形或卵形。

[0155] 图10清楚地表明，挡板12可以通过这样的事实形成，即壁29在这种情况是主体或模块3的底部，其一个接一个地布置成行(方向27)，两个两个地流通通过形成在每个底部29中的通道30。

[0156] 每个模块3由完成穿通底部290的横向外围壁5组成。每个横向壁290及其贯通通道30因此形成减速器，以使流体在其入口33与其出口35之间自由流动。优选地，如图所示，连续模块的两个通道30将相对于轴线27横向偏移。在底部对面，每个模块在31处打开，使得当从通道30出来时，流体直接到达相邻模块的内部体积。单元内部子体积之间的循环可以串联或并联。

[0157] 此外，在模块周围设置壳体96(在这种情况下，所有侧面都封闭)，这提供了机械保护并将模块聚集在一起。单元10可以仅包括单个模块3。图9中示出的每个模块可以是图10或11中示出的模块之一，其包括附加元件13。

[0158] 在图10所示的解决方案的模块中，挡板12(基本上)由内壁29创建，内壁29在由外围壁5和穿通底部290限定的空间7内将该空间分成子体积7a、…7c。每个壁29在其到达壁5之前在其一个横向端处被中断，这是限定一个通道30的位置，其与所讨论的壁相连并且优选地交替如此打开的横向端，形成挡板。图10中的箭头显示了曲折流体。

[0159] 在每种情况下，如EP2690137或EP2690141中所述的橡胶化合物可以作为元件13的结构来提供，即在第二种情况下，基于至少一种室温硫化(RTV)硅酮弹性体的交联化合物并且包括至少一种相变材料(PCM)，所述至少一种硅酮弹性体具有根据标准ISO 3219在25℃下测量的小于或等于5000mPa.s的粘度。热相变材料(PCM)可由正十六烷、二十烷或锂盐组成，熔点均低于40℃。可替代地，PCM可以基于例如脂肪酸、石蜡或低共溶盐或水合盐、或甚至脂肪醇。

[0160] 围绕/每个体积7，主动热屏障(15/23)相对于外部提供热绝缘，并且在单元的内部和外部之间热能的传递中提供至少一个减速功能。

[0161] 该主动热屏障必须是以下任一种：

[0162] -整体或部分地集成到侧外围壁5(如图12所示，是嵌入壁中的两层15/23或图11中层15布置在壁中的槽中)，

[0163] -围绕壁5布置(对于层23的图9、10和11)。

[0164] 因此，屏障必须包括至少一个含有PCM的第一层15和一个含有热绝缘材料的第二层23。原则上，第二层23必须围绕第一层15布置。

[0165] 热屏障对整个体积7中的热交换敏感，但与液体9(其在PCM元件13内循环)没有物理接触。它们至少被外围壁5的一部分厚度分开。

[0166] 为了优化主动屏障的热效率，我们推荐它包括至少一个VIP在真空下形成的袋19，其中至少第二层23优选地将与PCM层15共存于相同的气密外壳内。

[0167] 形成每个袋的片材或薄膜通常可以实施为包括聚合物薄膜(PE和PET)和铝的多层薄膜，其形式为例如层压(厚度为10微米左右的片材)或金属化(真空沉积几十纳米的薄膜)。

[0168] 有利地，层23的材料由多孔材料(如果要实现空气间隙)组成，诸如二氧化硅粉末或气凝胶，其被限制在不渗透水蒸气和气体的可变形或适形片材中。所获得的VIP将倒空其所含的空气以获得例如几毫巴的压力，然后可以密封。通常，这种VIP的热导率λ将是0.004/0.008W/m·K。分别在PCT/FR2014/050267和WO2014060906(多孔材料)中提供可应用于此的VIP和超绝缘材料的实施例。

[0169] 上述解决方案将有利地使飞机或汽车制造商在可接受的体积和重量上能够在约6至10分钟后快速储存可用热能，在其快速释放之前将该能量保持12至15小时，释放通常在几分钟内(特别是小于2或3)。

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